今日は、技術士の一次試験の基礎適正、平成３０年のⅠ-5-4 mol計算。
高校の化学になるのだろうか。
すっかりと忘れた。
このような勉強は学生時代を思い出して大嫌いだ。
というよりも、本当に出来ない。
そして、役に立たないと思うからやる気もしない。
しかし、実はこれが全然違う、ということに最近気づいた。
では、化学が役に社会に出てから役立つかというと、土木業界にいる限りではほとんど使う場面はない。
では、なぜ、「全然違う」と言うかというと、それは仕事で役立つという意味ではない。
実は、社会人になって勉強する機会のない高校化学のような勉強をすることは、頭の体操にとても良いということに気付いたのだ。
脳みそに負荷がかかる。
脳みそに負荷がかかると、頭の回転というか理解力というものが瞬間的に向上して、仕事でも良い効果を発揮するということ。
だから、しっかりと勉強しよう。
まずは、少し基礎的なところを学びなおしてから問題を解く。
原子量とは、
相対質量というものを理解していないと理解できないらしい。
相対質量というのは、１ｍｏｌの質量のこと。
もう、投げ出したくなるけど、ここは辛抱。
１ｍｏｌとは、６×１０２３個の原子の質量。
原子１個の質量は軽すぎるので、６×１０２３個分を１ｍｏｌとして数える。
そして、炭素原子６×１０２３個分の質量を１２ｇとする。
これは別に水素原子６×１０２３個分の質量を１ｇとするでも良いと思うけど、炭素原子を相対質量とする、と決めたというようなもの。
相対質量とは、比較基準となる質量のこと。
正確には書くと、同位体というものが存在するので、その同位体の存在比を考えて原子量を算出することになる。
なので、大抵は小数点以下がつく。
次に分子量。これは原子量と同じ考え方でよい。
例えば、H2Oの分子量は、水素H（原子量1）が２個と酸素O（原子量16）が１個でできているので、H2Oの分子量は1×2 + 16×1 = 18 となる。
過去問はこちら↓
➀ １４㍑の窒素（原子量は２８）
さて、原子量２８なので、窒素原子を１mol 集めると２８ｇということ。
ここで重要な覚えておかなければいけないことがある。
気体の１ｍｏｌあたりの体積は２２．４リットルということ。
それを知っていれば、１４リットルが何ｍｏｌか分かる。
１４／２２．４（ｍｏｌ）
この１４／２２．４が物質量ということ。
② １０％の塩化ナトリウム水溶液２００（ｇ）に含まれている塩化ナトリウム（５８．５）
さて、ＮａＣｌの原子量は５８．５ｇ
１ｍｏｌが５８．５ｇ
塩化ナトリウム水溶液２００ｇの１０％なので、塩化ナトリウムは２０ｇ
つまり、この選択肢の物質量は、２０／５８．５ （ｍｏｌ）
③ ３×１０２３個の水分子（１８）
１ｍｏｌのＨ２０は１８ｇ
Ｈ２０の分子量は１８
これが ６×１０２３個で１８なので、３×１０２３個の場合
３×１０２３／６×１０２３となるので１／２（ｍｏｌ）
④ ６４ｇの銅（６３．６）を加熱したときに消費される酸素（３２）
６４ｇの銅というのは、６４／６３．６（ｍｏｌ）ということ。
２Ｃｕ ＋ Ｏ２ → ２ＣｕＯ
この化学式から分かることは、銅２ｍｏｌに酸素１ｍｏｌが結合する、ということ。
つまり、銅６４ｇということは、銅は６４／６３．６（ｍｏｌ）なので、酸素はその１／２ｍｏｌとなる。
６４／６３．６×１／２となる。
⑤ メタン４ｇを燃焼したときの二酸化炭素の分子量
メタンを完全燃焼したときの化学式
ＣＨ４ ＋ ２Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ ＋ ＣＯ２
これは覚えなければいけない。
ＣＨ４（１６）で ＣＯ２（４４）ということなので、メタン１ｍｏｌで二酸化炭素１ｍｏｌが生成される。
メタン４ｇは４／１６ｍｏｌとなる。
なので、二酸化炭素も同様のｍｏｌ数
この問題できいていることは、もっとも小さい原子量または分子量はどれか？ということ。
➀はだいたい０．６、②は０．３、③は０．５、④は０．５、⑤は０．２５
なので、割り切りれるまで計算しなくても答えは⑤と分かる。
このあたりは、解き方のテクニックになる。
以上。