(1) 炭素12($^{12}C$)原子1個の質量が$2.0 \times 10^{-23}$ gであるとき、塩素35($^{35}Cl$)原子1個の質量が$5.8 \times 10^{-23}$ gである。塩素35の相対質量を小数第1位まで求める。 (2) 銀108($^{108}Ag$)原子の相対質量と質量数が等しいとしたとき、銀108原子1個の質量[g]を有効数字2桁で求める。

その他計算有効数字化学
2025/7/14

1. 問題の内容

(1) 炭素12(12C^{12}C)原子1個の質量が2.0×10232.0 \times 10^{-23} gであるとき、塩素35(35Cl^{35}Cl)原子1個の質量が5.8×10235.8 \times 10^{-23} gである。塩素35の相対質量を小数第1位まで求める。
(2) 銀108(108Ag^{108}Ag)原子の相対質量と質量数が等しいとしたとき、銀108原子1個の質量[g]を有効数字2桁で求める。

2. 解き方の手順

(1) 相対質量は、炭素12原子1個の質量の1/12を1としたときの、ある原子の質量の比である。
塩素35の相対質量は、以下の式で計算される。
相対質量=塩素35原子1個の質量112×炭素12原子1個の質量\text{相対質量} = \frac{\text{塩素35原子1個の質量}}{\frac{1}{12} \times \text{炭素12原子1個の質量}}
与えられた数値を代入する。
相対質量=5.8×1023112×2.0×1023=5.8×10230.1666...×1023=5.8×1023(1/6)×1023=5.8×6=34.8\text{相対質量} = \frac{5.8 \times 10^{-23}}{\frac{1}{12} \times 2.0 \times 10^{-23}} = \frac{5.8 \times 10^{-23}}{0.1666... \times 10^{-23}} = \frac{5.8 \times 10^{-23}}{(1/6) \times 10^{-23}} = 5.8 \times 6 = 34.8
小数第1位まで求めると、34.8
(2) 銀108の相対質量は質量数と等しいので、108である。
炭素12原子1個の質量の1/12は、2.0×1023/12=0.1666...×10232.0 \times 10^{-23} / 12 = 0.1666... \times 10^{-23} g
したがって、銀108原子1個の質量は、以下の式で計算される。
銀108原子1個の質量=銀108の相対質量×112×炭素12原子1個の質量\text{銀108原子1個の質量} = \text{銀108の相対質量} \times \frac{1}{12} \times \text{炭素12原子1個の質量}
銀108原子1個の質量=108×2.0×102312=108×0.1666...×1023=108×(1/6)×1023=18×1023\text{銀108原子1個の質量} = 108 \times \frac{2.0 \times 10^{-23}}{12} = 108 \times 0.1666... \times 10^{-23} = 108 \times (1/6) \times 10^{-23}= 18 \times 10^{-23} g
有効数字2桁で表すと、1.8×10221.8 \times 10^{-22} g

3. 最終的な答え

(1) 34.8
(2) 1.8×10221.8 \times 10^{-22} g

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