化学
化学では、量関係を物質量に統一し、平衡・酸化還元・有機の構造を結びつける。計算問題では反応式の係数と限界試薬が鍵になる。
規則
- 反応式は係数で合わせ、mol に直してから比べる。気体は標準状態で22.4 L/mol を使う。
- 濃度は mol/L で統一する。希釈では溶質の物質量が保存される。
- 弱酸は完全解離しない。Ka が小さいとき [H+]≈√(KaC) の近似を使い、解離度が5%未満か確認する。
- 酸化数は単体0、単原子イオンは電荷、酸素-2、水素+1を基準にする。
- 有機は官能基と異性体を確認し、不斉炭素の有無を数える。
例題
0.10 mol/L 酢酸水溶液の pH を求める。Ka=1.8×10^-5。近似で [H+]=√(1.8×10^-5×0.10)=√(1.8×10^-6)=1.34×10^-3 mol/L。pH=-log10(1.34×10^-3)=2.87。解離度は1.34×10^-3/0.10=1.3%で近似は妥当。
計算の順序
質量→mol→係数比→目的量の順にそろえる。中和では H+ と OH- の物質量を比較し、体積は混合後の全体で割る。
罠
- 限界試薬を決めずに生成物量を出す。
- 中和で体積を足し忘れる。
- 平衡移動で触媒が平衡位置を変えると誤解する。
- 有機の構造式で水素の数を合わせない。