化学の問題を解くとき、モル計算と有効数字の使い方に注意が必要です。特に有効数字は計算結果の精度に影響を与えるため、しっかり理解しておくことが重要です。この記事では、高一の化学問題を例に、水酸化ナトリウム水溶液のモル数を求める方法とその際に有効数字をどのように扱うかを解説します。
問題の確認と基本的な計算
問題は、「0.25mol/Lの水酸化ナトリウム（NaOH）水溶液200mL中に、NaOHは何mol含まれるか」という内容です。この場合、モル濃度と体積が与えられているので、モル数を計算するためには、モル濃度（mol/L）と体積（L）を掛け算します。
まず、モル濃度が0.25mol/L、体積が200mLです。体積をリットルに換算すると、200mL = 0.200Lとなります。計算式は以下のようになります。
モル数 = モル濃度 × 体積 = 0.25mol/L × 0.200L = 0.050mol
有効数字の取り扱い
ここで重要なのは、計算結果をどのように表現するかです。有効数字は測定値の精度を反映させるため、計算結果の桁数にも制限があります。元々与えられた値に基づいて、計算結果の有効数字を決める必要があります。
問題で与えられたモル濃度0.25mol/Lは2桁の有効数字を持っています。また、体積200mLも3桁の有効数字を持っていますが、最終的な答えの有効数字は最も少ない桁数に合わせるべきです。この場合、最も少ない有効数字は2桁であるため、計算結果は0.050molと表すべきです。
計算結果の表現方法
計算の結果、0.050molという数値は「5.0×10-2mol」という形でも表現できます。この科学的記法（指数表記）は、数値の大きさを簡潔に表すための方法であり、0.050molは5.0×10-2molと同義です。
したがって、解答に記載されていた「5.0×10-2mol」という表現は、計算結果を有効数字のルールに従って表した正しい形です。
有効数字の重要性と実生活での応用
有効数字を正しく扱うことは、化学の計算だけでなく、実生活でも非常に重要です。例えば、薬品を調合する際や製品の品質管理では、正確な測定とその表現が求められます。計算結果を正しい有効数字で表すことで、実際の精度に合わせたデータを提供することができます。
有効数字を無視してしまうと、計算結果が誤った精度で表現され、結果として不正確な判断が下されることになります。これを防ぐためには、計算を行う際に常に有効数字に注意を払うことが必要です。
まとめ
水酸化ナトリウム水溶液のモル数を求める問題では、計算自体は簡単ですが、有効数字の扱いに注意が必要です。与えられた値に基づき、最も少ない有効数字に合わせて答えを表すことで、正確な結果を得ることができます。今回の例では、0.050molという結果は5.0×10-2molとして表現されるべきでした。化学の問題を解く際には、有効数字を意識することが大切です。
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