合金の質量分率とモル分率
解説
ポイント
質量の割合で表された合金の成分を,原子の数の割合(モル分率)に直す計算問題です。
考え方と解き方
物質量 [mol] は 質量 [g] ÷ 原子量 です。
合金を 100 g とおくと,質量分率の数字がそのまま各成分の質量 [g] になります。
すず:96.5 ÷ 118.7 ≒ 0.8130 mol
銀:3.00 ÷ 107.8 ≒ 0.02783 mol
銅:0.500 ÷ 63.5 ≒ 0.00787 mol
合計:0.8130+0.02783+0.00787 ≒ 0.8487 mol
- すずのモル分率:0.8130 ÷ 0.8487 × 100 ≒ 95.8%
- 銀のモル分率:0.02783 ÷ 0.8487 × 100 ≒ 3.28%
- 銅のモル分率:0.00787 ÷ 0.8487 × 100 ≒ 0.928%
- 確かめ:95.8+3.28+0.928 ≒ 100%。答えは ⑤ すず 95.8,銀 3.28,銅 0.928
ほかの選択肢
③(96.5,3.00,0.500):質量分率をそのまま写した数字で,モル分率に直していません。
①(銅 0.269):原子量の小さい銅はモル分率が質量分率(0.500)より大きくなるはずなので,計算しなくても外せます。
覚えておくこと
- 物質量 [mol] = 質量 [g] ÷ 原子量
- モル分率 = その成分の物質量 ÷ 全成分の物質量の合計
- 質量分率→モル分率は,全体を 100 g とおくと計算が楽
- 原子量の小さい元素はモル分率が質量分率より大きく,原子量の大きい元素は小さくなる(検算に使える)
出典:令和7年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-4-4(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:化学・材料