出典：公益社団法人 日本技術士会「技術士第一次試験 過去問題」
質量分率アルミニウム95.5%、銅4.50%の合金を、原子量から物質量分率(モル分率)に換算する問題。
合金の質量分率を、原子量を使って物質量分率に換算する問題。
① 物質量=質量÷原子量。合金100gとして各元素のmolを出し、全体に対する割合をとる
② Al: 95.5÷27.0≒3.537mol、Cu: 4.50÷63.5≒0.0709mol → Cu=0.0709÷3.608≒1.96%、Al≒98.0%
③ ④
合金100gあたり、アルミニウムは95.5/27.0≒3.537mol、銅は4.50/63.5≒0.0709mol。合計≒3.608molなので、アルミニウムの物質量分率≒3.537/3.608≒98.0%、銅≒0.0709/3.608≒1.96%。したがって④が正しい。
選択肢は2つの合計がどれも約100%なので、Cuだけ計算すればよい: 4.5÷63.5≒0.071、Alは95.5÷27≒3.54 → 0.071÷3.61≒2% → 1.96の④。
質量分率→物質量分率は、各成分の質量を原子量(分子量)で割ってから全体で割る。原子量の大きい成分(Cu)ほど、物質量分率は質量分率より小さくなる。
キーワード: 物質量分率、モル分率、質量分率、原子量、合金、材料・化学・バイオ