$ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $はありますか?

炭素12の原子の質量については、$ m(\ ce {^ 12C})$と呼ぶので、

$$ m(\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$

さらに

$$ \ pu {1 mol} \ cdot m(\ ce {^ 12C})= \ pu {12 g } $$

したがって

$$ m(\ ce {^ 12C})= \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$

最終的に、$ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $が得られます。

しかし、私の化学の先生は、これらは2つのまったく異なるものであり、原子あたりの質量と$ 6.022 \ cdot10 ^ {23} $原子あたりの質量が混同されていること。方法がわかりません。これは本当に私を悩ませているので、助けていただければ幸いです。

これには、ほくろが数字(または「定数」)である必要があることに注意してください。 「間違っています。

回答

正解ですが、もう少し明確にするために、想定される「アトム」を含めることができます。 “amuの分母:

$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12amu atomic ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {12amuアトム^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {1amuアトム^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$

つまり、 amu / atomの比率はg / molの比率と同じです。 amuとmolの定義は、それを実現するために意図的に選択されています(実際、先生がこれを説明しなかったのには驚きました)。これにより、原子スケールの質量を巨視的スケールの質量に簡単に関連付けることができます。

これを確認するには、グラムに変換したときのamuの質量を確認します。

$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $

ここで、1グラムを1モルで割ります。

$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23アトム}} = \ pu {1.6605E-24 gアトム^ -1} $

同じ数です!したがって:

$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amuatom ^ -1} $

コメント

  • 説明ありがとうございます。ご存知ですかこれが記載されている信頼できる参考文献を知っていますか?検索しましたが、'見つかりませんでした。
  • 一般的な化学の教科書にはそれが必要だと思います-私は知っています Tro ' s Chemistry、3rded。は71ページにあります。
  • ユニットとしてのamuは非推奨であることに注意してください。統一原子質量単位u を使用する必要があります。
  • @Martinは良い点ですが、ほとんどの場合' amu 'は、酸素16ではなく、炭素12に基づく統一原子質量単位であると理解されています。私は少なくとも' amu 'を見てきましたが、'統一されたamu

  • @thomij I 'あなたがまだここにいてくれて本当にうれしいです。最近、質の高い回答が恋しいです。混乱は最悪の1つであり、それはすべてIUPAC / IUPAP 'のせいです。彼らは完全に異なるものを使うべきだった。ただし、その変更によって引数の値が失われることはありません。

回答

もっと注意する必要がありますあなたのユニットで。誤った結果は、amuの値(グラムなどの質量の尺度)を1モルあたりのグラムの値(量に関係なく、元素または化合物の不変の特性)と同一視していることです。

コメント

  • これらは両方とも炭素原子の質量であるため、私はそれらを同一視しています。炭素はそれ自体と同じです。何が問題なのですか?単位を他の単位で表現することも例外ではありません。
  • 私はこの声明を支持します。技術的には比較は正確ではありません。もう少し説明があれば、これを支持します。
  • 'は、速度計と走行距離計を比較するようなものです。2つの異なるものを測定します。車が100マイル進んだと言うことは、1時間あたり100マイル進んだと言うことと同じではありません。

回答

理科の学生を日常的に不思議に思うものが2つあります。

  1. 物質の量(現在は「化学量」と呼ばれています)、モル、およびアボガドロ定数に関係するもの(またはアボガドロ数)、および

  2. now-you-see-me-now-you-don “tラジアンに関係するすべて。最初に説明します。

N(X)で表される種類Xのエンティティの一般的な数(たとえば、Xは化学記号)がある場合、Xの対応する化学量は次のように表されます。 n(X)、これはN(X)エンティティの集合体です。記号の場合:n(X)= N(X)ent、ここでentは、1つのエンティティ(原子、分子、イオン、サブアトミック粒子、..。)、つまりエンティティ自体の量を表します。

アボガドロ数は、1グラムと1つの「原子質量単位」(現在はダルトン、Daと呼ばれています)の(無次元)比:g / Daです。 1モルは、エンティティのアボガドロ数です:mol =(g / Da)ent。したがって、重要な関係があります。Da/ ent = g / mol = kg / kmolです。言い換えると、原子レベルでは、量固有の質量(「モル」質量)の適切な単位はエンティティあたりのダルトンです。また、エンティティのアボガドロ数としてのモル定義のため、エンティティあたりのダルトンは正確に次のようになります。巨視的な単位は1モルあたりグラムまたは1キロモルあたりキログラムです。

重大な問題は、IUPACに1つのエンティティの認識された記号がないことです。それは時々(誤って)(無次元の)ナンバーワンと考えられます。この場合、「モル」は単にアボガドロ数の別名です:「mol = g / Da」。この場合、(誤った)関係があります:「Da = g / mol」。 「原子量」の表には、ダルトン単位の原子スケールの質量の数値がリストされています。 Ar(O)= ma(O)/ Da = 16。対応する量固有の質量はM(O)= 16 Da / entです。これは(正確に)16 g / molまたは16kg / kmolに相当します。

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