K2CO3 28gに含まれるカリウム原子数の求め方｜化学計算を分かりやすく解説

化学では、物質の質量から含まれる原子の数を求める問題がよく出題されます。特に化学式から特定の元素の原子数を求める場合は、物質量（mol）とアボガドロ定数を正しく使うことが重要です。

今回はK2CO3（炭酸カリウム）28gに含まれるカリウム原子の数を求める方法について、計算の流れや考え方を詳しく解説します。

K2CO3からカリウム原子数を求めるための基本的な考え方

原子の数を求めるには、まず物質の量をmolで表す必要があります。原子や分子は非常に小さいため、化学では一定個数をまとめた単位であるmolを使って数えます。

1molの物質には、アボガドロ定数である6.0×10²³個の粒子が含まれています。そのため、物質量を求めた後にアボガドロ定数を掛けることで、分子や原子の数を計算できます。

今回の場合は、K2CO3の中に含まれるK（カリウム）の原子数を求めるため、まずK2CO3全体のmol数を求め、その後カリウム原子の数に変換します。

K2CO3は、カリウム（K）が2個、炭素（C）が1個、酸素（O）が3個からできています。

問題ではKの質量数を40、K2CO3の式量を140と指定しています。つまり、K2CO3 1molの質量は140gです。

化学式で表すと、K2CO3 1molにはカリウム原子が2mol分含まれていることになります。この「化学式中の原子の個数」が最後の計算で重要になります。

物質量は次の式で求めます。

物質量（mol）＝質量（g）÷式量（g/mol）

今回の場合、K2CO3の質量は28g、式量は140なので、

28÷140＝0.20mol

したがって、28gのK2CO3は0.20mol存在することになります。

K2CO3の化学式を見ると、Kが2個含まれています。そのため、K2CO3が1molある場合、カリウム原子は2molあります。

今回のK2CO3は0.20molなので、カリウムの量は、

0.20mol×2＝0.40mol

となります。

つまり、28gのK2CO3にはカリウム原子が0.40mol分含まれていることになります。

1molの原子数は6.0×10²³個なので、カリウム原子数は次の計算で求められます。

0.40×6.0×10²³

計算すると、

2.4×10²³

となります。

したがって、K2CO3 28gに含まれるカリウム原子の数は2.4×10²³個です。

原子数を求める問題では、「物質全体のmol数を求める」「化学式中の原子の個数を掛ける」「アボガドロ定数を掛ける」という3段階を意識すると解きやすくなります。

例えば、H2Oの中の水素原子数を求める場合も同じ考え方です。水1molには水分子が1molありますが、水素原子は化学式中に2個あるため、水素原子は2mol分存在します。

化学式の右下にある数字は、その物質1個の中に何個の原子が含まれているかを示しているため、原子数を求める際には必ず確認しましょう。

K2CO3 28gからカリウム原子数を求めるには、まず式量140を使って物質量を計算します。

28g÷140g/mol＝0.20mol

次にK2CO3にはKが2個含まれるため、カリウムは0.40molです。

最後にアボガドロ定数を掛けることで、

0.40×6.0×10²³＝2.4×10²³

となり、答えは2.4×10²³個となります。

化学の原子数計算は、molへの変換と化学式の読み取りができれば、同じ手順でさまざまな問題に応用できます。