高一科学: 気体の分子量の求め方 – 密度と質量から計算する方法

この問題では、標準状態において20Lの気体の質量が25g、密度が1.25g/Lと与えられています。これらの情報から気体の分子量を求める方法を解説します。計算に必要な基本的な考え方をしっかり押さえましょう。

1. 与えられた情報を整理する

まず、問題で与えられた情報を整理します。
・気体の体積：20L
・気体の質量：25g
・気体の密度：1.25g/L

2. 密度から気体のモル数を求める

密度（d）は質量（m）を体積（V）で割ったものです。式で表すと、d = m / V となります。密度は1.25g/Lですので、気体の体積が20Lの場合、その質量は計算で確認できます。計算式に当てはめると、m = d * V となり、m = 1.25g/L * 20L = 25g となります。これは、問題文にある気体の質量と一致します。

3. モル数を求める

次に、気体のモル数を求めます。気体のモル数は、モル質量を用いて計算できます。標準状態で1モルの気体は22.4Lの体積を持つため、モル数は次のように計算できます。
モル数 = 体積 / 1モルあたりの体積
モル数 = 20L / 22.4L = 0.8929mol

4. 分子量を求める

分子量（M）は、気体の質量（m）をモル数（n）で割ったものです。式で表すと、M = m / n となります。先ほど求めたモル数0.8929molと、気体の質量25gを使って計算すると、分子量M = 25g / 0.8929mol = 28.0g/molとなります。

5. 結論

このようにして、気体の分子量を求めることができました。気体の密度、体積、質量を利用してモル数を求め、それをもとに分子量を計算する方法を理解しておきましょう。計算を進めるうちに、実際の問題を解く力がついてきます。