グルコースの加水分解問題: 物質量の計算方法と間違いやすい点

化学

この問題は、加水分解を通じて分解された化合物の元となる分子数を求める問題です。質問者が考えた方法では、増加した質量は水分子によって加水分解された部分であると考えていますが、この考え方に誤りが含まれています。ここでは、正しい解法を説明し、間違っている部分を詳しく解説します。

問題の整理

問題の要点は、110gの化合物が加水分解して120gのグルコースを得たということです。元々の化合物はグルコースが鎖状に縮合したものであり、加水分解によってその鎖が切れてグルコース単体として解放されます。重要なのは、加水分解で使われる水分子の質量と、得られるグルコースの質量を関連付けることです。

間違っている考え方

質問者の考え方「増えた質量はすべて加水分解に使った水の分だから9/18=n-1」というアプローチは、加水分解反応で使われる水分子の量を直接質量に変換する方法として不適切です。実際には、加水分解反応においては水分子の質量がグルコースとどのように結びつくかを考慮する必要があります。

正しい解法

加水分解の過程で、元の化合物が1分子あたり1分子の水と反応して分解することを考えると、増加した質量(120g – 111g = 9g)はすべて水分子の質量です。この9gの水が、いくつのグルコース分子に対応するかを求めるには、グルコースの分子量と水の分子量を基に計算します。まず、グルコース1分子の質量は180g/molであり、水の分子量は18g/molです。

したがって、加水分解によって分解されたグルコース分子数は、次の式で求められます。

水分子の質量 / 水の分子量 = 9g / 18g/mol = 0.5 mol

この0.5molは、加水分解によって解放されたグルコース分子の数です。

結論

質問者が考えた方法には、加水分解反応における水分子の役割の理解に誤りがありました。実際には、増加した質量(9g)が水分子によるものだと捉え、それをグルコース分子に換算する計算方法を使用することが正しい解法です。

このような化学的な計算問題では、物質量やモル計算の基本的な考え方に基づいて、質量をどのように変換するかを意識することが大切です。

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