こんにちは。アラフォーパパです。
前回の記事では、「化学の基礎」と題して解説をいたしました。
前回は化学を習い始めた最初の頃に学ぶような内容をまとめました。
特に他の内容といっしょに記載できないものを寄せ集めた感じです。
確認したいことがあったときに見る程度でよいかもしれません。
今回は化学で最初に躓くところではないかなと考えています。
molを取り扱います。
それではご覧ください。
molとは
mol（モル）というのは、原子の数を数える時の単位です。
正確な説明はまた後でしますが、まずはイメージがわけばいいなとおもいますので、いくつかの例を出して行きますね。
12本の鉛筆を1つのケースに入れてまとめると、1ダース
12ダースの鉛筆を1つのケースに入れてまとめると、1グロス
602垓2140京7600兆個（6.0221476✖️1023個）の原子を1つのケースに入れてまとめると、1モル（mol）
いかがでしょうか。
カラーボールを原子だと思ってください。
段ボールの中に602垓2140京7600兆個（6.0221476✖1023個）の原子が入っていたら、このまとまりで1モル（mol）と呼びます。
この図よりもたくさん入っていることになりますけれど、このイメージで間違っていません。
まずはイメージができれば大丈夫です。
細かい話は次からにしましょう。
なぜモル(mol)を使うの？
602垓2140京7600兆個（6.0221476✖️1023個）もの大量の原子を、なぜひと纏めにしてまで新しい単位で呼ぶのはなぜでしょうか？
そして、なぜ602垓2140京7600兆個（6.0221476✖️1023個）という数字なのでしょうか？
こんなに大きな数字じゃなければわかりやすいのに。とか、1023個ってなんだよ。とか、いろいろと思うところもあると思います。
この個数は陽子や中性子が小さすぎるために起きる問題を解決してくれます。
陽子の重さは1.673✖10-24gであり、中性子は1.675✖10-24gです。
最初に1molの定義づけがされた時代には、602垓2140京7600兆個（6.0221476✖️1023個）の陽子または中性子は1gでした。
つまり、陽子１つの水素は602垓2140京7600兆個（6.0221476✖️1023個）集まれば1gだったのです。
言い換えてみましょう。
602垓2140京7600兆個（6.0221476✖️1023個）= 1molの水素は1gだったのです。
そして、1molの炭素は12gだったのです。
現在では同位体の存在がはっきりと分かっていますので、1molの1Hが1g、1molの12Cが12gと書いたほうが良いかもしれません。
重要なのは、我々が直接測ることができる単位になっているということです。
本当はもっと厳密な説明をしなければいけないので、説明が違うと突っ込まれそうですが、化学を学ぶみなさんがmolという単位に少しでも慣れてもらえたらと思っています。
1023とか10-24の計算の仕方
ここまで602垓2140京7600兆個（6.0221476✖️1023個）というように数を記載してきました。
それは、6.0221476✖️1023個という書き方に抵抗感がある方が少なからずいると思ったからです。
さらに陽子の重さの1.673✖10-24gや、中性子の1.675✖10-24gも抵抗感があるかもしれないと考えています。
そこで、1023とか10-24とかの計算方法をもっと小さい数字から見ていきたいと思います。
まずは、102✖103です。
答えは105です。
102は100ですし、103は1000ですので、掛けたら100000ですよね。
100000（10万）は105ですので、計算もあっていますね。
もう2つ、例を出してから解説していきたいと思います。
10-2✖10-3は10-5です。
これは0.01✖0.001＝0.00001と同じですね。
102✖10-3は10-1です。
100✖0.001＝0.1というわけです。
どうですか？
なにか法則はありましたか？
10の右肩についている数字が正の場合は桁が増える（0が増えたり、小数点が右にずれる）
10の右肩についている数字が負の場合は桁が減る（０が減ったり、小数点が左にずれる）
掛け算をすると10の右肩の数字の足し算で計算できる
いかがですか？
見直してみてください。
それでは、本命の計算をしてみましょう。
1023✖10-24＝10-1
右肩の数字の足し算で計算出来ますね。
そして、1molの陽子の重さは、（陽子１つの重さ1.673✖10-24[g/個]）✖（6.0221476✖️1023[個]）となります。
1.673✖6.0221476✖10-24✖1023と順番を入れ替えても大丈夫ですね。
1.673✖6.0221476✖10-1となります。
1.673✖6.0221476≒10ですので、10✖10-1＝1gということで計算が完了します。
これで1023などの馴染みのない数字も計算するときに忌避感なく行えるのではないでしょうか。
アボガドロ定数
6.0221476✖️1023という数字には名前が与えられています。
とても重要であり、生活している中で使う単位を定義するのに必須だからと考えてもいいと思います。
その名前がアボガドロ定数です。
アボガドロという研究者の名前からつけられています。
さて、いままでずっと6.0221476✖️1023と書いてきたのですが、化学基礎では6.02✖1023を覚えていれば十分だと思います。
そして、物質1molあたりの粒子数が6.02✖1023個/molであることを単位とセットで覚えておきましょう。
また、水素2molのように書いたりしますが、粒子の個数に着目した物質の量は物質量と呼びます。
1molあたりの質量のことはモル質量[g/mol]と呼ばれ、1molあたりの原子量や1molあたりの分子量、1molあたりの式量と等しい値になります。
ただし、原子量や分子量、式量には単位はありませんので注意してください。
まとめ
いかがでしたでしょうか。
今回の記事は「molってなに！？」と題したものでした。
molのことは十分に理解できましたか？
とっても小さい陽子や中性子を、自分たちが測ることのできる単位で考えることができるようになるので、1molという単位はとても重要です。
アボガドロ定数はずっとでてきますので、6.02✖1023個/molのことは忘れないでください。
ぜひ繰り返しご覧ください。
最後までご覧いただき、ありがとうございました！
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