「モル」の版間の差分
削除された内容 追加された内容
m ロボットによる 追加: ht:Mòl |
|||
| (49人の利用者による、間の80版が非表示) | |||
1行目:
{{Otheruses|SI基本単位|MOLを略称に持つ船会社|商船三井}}
{{単位
|名称=モル
|英字=mole
|記号=mol
|単位系=SI
|種類=[[SI基本単位|基本単位]]
|物理量=[[物質量]]
|定義= {{val|6.02214076|e=23}}（[[アボガドロ定数]]） の要素粒子又は要素粒子の集合体（組成が明確にされたものに限る）で構成された系の物質量<ref name="名前なし-1">[https://elaws.e-gov.go.jp/document?lawid=404CO0000000357_20190520_501CO0000000006&keyword=%E8%A8%88%E9%87%8F%E5%8D%98%E4%BD%8D%E4%BB%A4 計量単位令] 別表第1、項番6、物質量の欄</ref><ref name="名前なし-2">[https://www.meti.go.jp/press/2019/05/20190514002/20190514002-4.pdf 計量単位令の一部を改正する政令案新旧対照条文] 改正案、別表第一（第二条関係）、「六 物質量 モル」の欄</ref>
|由来= その物質の[[分子量]]の数字に[[グラム]]をつけた質量に含まれる物質量
|語源= [[ドイツ語]] Molekül（[[分子]]）
|画像=
}}
{{ウィキポータルリンク|化学|[[File:Nuvola apps edu science.svg|32px|ウィキポータル 化学]]}}
{{ウィキプロジェクトリンク|化学|[[File:Nuvola apps edu science.svg|32px|ウィキプロジェクト 化学]]}}
'''モル''' == 名称、記号 ==
名称は仏語・英語ともに、mole であり、日本語名称は﹁モル﹂である。これはドイツ語の{{de|Molekül}}︵仏語では{{fr|molécule}}、英語では {{en|molecule}}。ともに ﹁[[分子]]﹂ の意︶に由来する。 モルを表す単位記号は、mol である<ref>[https://elaws.e-gov.go.jp/document?lawid=404M50000400080_20161001_000000000000000&keyword=%E8%A8%88%E9%87%8F%E5%8D%98%E4%BD%8D%E8%A6%8F%E5%89%87 計量単位規則] 別表第2、物質量の欄</ref>。これはもともとは[[ドイツ人]]の[[化学者]][[ヴィルヘルム・オストヴァルト]]によるもので<ref>{{cite book|url=https://archive.org/details/handundhilfsbuc00ostwgoog|author=Wilhelm Ostwald|year=1893|title=Hand- und Hilfsbuch zur Ausführung Physiko-Chemischer Messungen|publisher=Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig. |page=119}}</ref>、1971年の第14回[[国際度量衡総会]](CGPM)の決議によって決定された<ref>[https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%E7%89%88_r.pdf#page=56 国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版] pp.139-140、[[産業技術総合研究所]]、計量標準総合センター、2020年4月</ref>。
== 定義 ==
「モル」の定義は以下である(第26回[[国際度量衡総会]]の決定および[[国際単位系国際文書]]第9版(2019)<ref>[https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%E7%89%88_r.pdf#page=19 国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版] p.98、[[産業技術総合研究所]]、計量標準総合センター、2020年4月</ref>）。
{{Quotation|モル︵記号は mol︶は、物質量のSI単位であり、1モルには、厳密に {{val|6.02214076|e=23}} の要素粒子が含まれる。この数は、[[アボガドロ定数]] ''N''{{sub|A}} を単位 mol{{sup-|1}} で表したときの数値であり、アボガドロ数と呼ばれる。 系の物質量︵記号は ''n''︶は、特定された要素粒子の数の尺度である。要素粒子は、原子、分子、イオン、電子、その他の粒子、あるいは、粒子の集合体のいずれであってもよい<ref>[https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%E7%89%88_r.pdf#page=19 国際単位系︵SI︶第9版︵2019︶] p.102、産業技術総合研究所、計量標準総合センター、2020年3月</ref><ref group="注">国際単位系における正式の言語はフランス語である。ここでの定義は英語及びこれを日本語に翻訳したものである。正式な本文の確認が必要な場合又は文章の解釈に疑義がある場合はフランス語版を確認する必要がある。</ref>。 }}
計量法（計量単位令）ではSIでの定義とは異なり、下記のように簡潔な定義となっている。
{{Quotation|{{val|6.02214076|e=23}}の要素粒子又は要素粒子の集合体（組成が明確にされたものに限る。）で構成された系の物質量<ref name="名前なし-2"/><ref name="名前なし-1"/>}}
== アボガドロ定数 ==
{{main|アボガドロ定数}}
モルを定義することで、物質量と要素粒子の数を結ぶ普遍定数が定義され、その値を決定することができる。この普遍定数が'''アボガドロ定数'''である。
1モルに含まれる構成要素の数をアボガドロ定数という。アボガドロ定数を表す記号は {{math|''N'' {{sub|A}}}} または {{mvar|L}} が用いられる<ref name="名前なし-3">[[#SI8thja|国際文書 国際単位系 (SI) 第8版日本語版 (2006)]]、p. 26、2.1.1.6 物質量の単位︵モル︶。</ref>。 ある試料に含まれる要素粒子 {{mvar|X}} の物質量 {{math|''n'' (''X'' )}} は、要素粒子の個数 {{math|''N'' (''X'' )}} と以下の関係で結ばれる。 :<math>n(X) = \frac{N(X)}{N_\mathrm{A}}\,.</math>
物質量 {{math|''n'' (''X'' )}} の単位は mol であり、個数 {{math|''N'' (''X'' )}} は[[無次元量]]であるため、アボガドロ定数は mol{{sup|−1}} となる。 == 歴史 ==
{{出典の明記|date=2013年10月|section=1}}
{{see also|物質量}}
モルは本来は、全ての物質は分子よりできているとの考えの元に、その物質の[[分子量]]の数字に[[グラム]]をつけた質量に含まれる物質量を1モルと定義した。例えば酸素分子の[[分子量]]は 32.0 なので、1 mol の酸素分子は 32.0 g となる。物質量という概念は[[19世紀]]の近代化学発祥のころから使われているものであり、この単位は当初は'''グラム原子'''、'''グラム分子'''などと呼ばれていた。 しかし、[[イオン結合]]や[[金属結合]]には分子と呼べるものがないことがわかり、[[共有結合]]の場合でも単純な分子が存在しないものがあることもわかってきた。そこで、物質を表す[[化学式]]で示される元素の原子量の和を[[化学式量]]と呼び、それにグラムをつけた質量に含まれる物質量を 1 1 モルに含まれる要素粒子の数は、要素粒子の種類にかかわらず一定 また 1 モルの[[理想気体]]は、[[標準状態]] ({{en|STP: standard temperature and pressure}}) では同じ体積（約{{val|22.41396954}} L（リットル））を占める<ref>[https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mvolstd molar volume of ideal gas (273.15 K, 101.325 kPa)] The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US National Institute of Standards and Technology. 2019-05-20. 2018 CODATA recommended values</ref>。このように、モルは化学の分野では基本となる重要な単位である。
[[1913年]]頃から、原子の中には[[質量数]]の異なる数種の原子︵[[同位体]]︶があることがわかってきた。長年、モルの定義には[[酸素]]分子を使用し、酸素分子 32 g を 1 mol としてきたが、酸素原子には天然のものでも質量数16のほか 17, 18 のものがあることがわかった。すなわち、それまでは質量数 16, 17, 18 の酸素原子が混ざった状態のものでモルを定義していたことになる。それがわかってから、物理学の分野では質量数16の酸素だけを分離して︵完全に分離するのは困難なので、分離できたと仮想して︶、質量数16の酸素による酸素分子 32 g の物質量を 1 mol と再定義した。しかし、化学者たちはそれまで通りのモルの定義を使い続けた。 物理学と化学とで異なるモルを使い続けるのは不都合があるため、[[1960年]]に[[国際純粋・応用物理学連合]] (IUPAP) と[[国際純正・応用化学連合]] (IUPAC) が協議して、共通的に炭素12に原子量12の値を与えることとした。ここから、1 mol は 12 g の炭素12の物質量という旧定義が導き出せる。炭素12が選ばれたのは、これが天然の[[炭素]]の大部分を占めているためである。 炭素原子によるモルの定義を「[[炭素スケール]]」とよび、それまでの[[酸素]]基準と分けて呼ぶこともある。
<!--[[化合物]]分子を構成する成分[[元素]]の数の比は整数比をとるので、[[化学反応]]を調べる場合、原子の数を調べるのが望ましいが、原子を数えることは技術的に困難なので、ある[[原子量]]の元素の比較的精度よく測定できる大きさの質量の物質量を物質量の単位とする。--> モルをSI基本単位とすることおよびその定義は、[[1971年]]の[[国際度量衡総会]] (CGPM) で採択された<ref>[[#SI8thja|国際文書 国際単位系 (SI) 第8版日本語版 (2006)]]、p. 20。</ref>。 [[1980年]]に[[国際度量衡委員会]]（CIPM）により以下の補則が加えられていた。これはモルの定義の一部であった<ref name="名前なし-3"/>。
{{Quotation|:補則‥この定義の中で、炭素12は結合しておらず、静止しており、[[基底状態]]にあるものを基準とすることが想定されている。}} 2019年5月20日からアボガドロ定数を定義値とする現行の定義になった。{{see also|SI基本単位の再定義 (2019年)}}
この定義により、モルはキログラムの定義に依存しないものになった。
なお、新定義では、アボガドロ定数を正確に{{val|6.02214076|e=23|u=/mol}}とすることによりモルを定義したので、1モルの炭素12の質量は、12 gではなくなり、{{val|11.9999999958|(36)|u=g}}という実験値となった<ref>[https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mm12c molar mass of carbon-12] The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US National Institute of Standards and Technology. 2019-05-20. 2018 CODATA recommended values </ref>。 日本の法令上は、計量法第3条の規定<ref>第三条 前条第一項第一号に掲げる物象の状態の量のうち別表第一の上欄に掲げるものの計量単位は、同表の下欄に掲げるとおりとし、その定義は、国際度量衡総会の決議その他の計量単位に関する国際的な決定及び慣行に従い、政令で定める。</ref>に基づく計量単位令︵平成4年政令第357号︶が、計量単位令の一部を改正する政令︵令和元年5月17日政令第6号︶により改正され、2019年[[5月20日]]に施行することにより変更された。 ==批判==
1971年にモルが[[国際単位系]]に採用されて以来、モルを[[メートル]]や[[秒]]と同等の単位として扱うことに対する多くの批判が生じている。
*所与の量の物質に含まれる分子の数は固定の[[無次元量]]であり、明確な基本単位を必要とせず、単純に数として表現することができる<ref name="IUPAChist">{{cite journal
|last1=de Bièvre |first1=Paul
|last2=Peiser |first2=H. Steffen
|year=1992
|title='Atomic Weight' — The Name, Its History, Definition, and Units
|url=http://www.iupac.org/publications/pac/1992/pdf/6410x1535.pdf
|journal=[[Pure and Applied Chemistry]]
|volume=64 |issue=10 |pages=1535–43
|doi=10.1351/pac199264101535
}}</ref><ref name="Giunta 2015"> Giunta, C. J. (2015) "[https://doi.org/10.1021/ed2001957 The Mole and Amount of Substance in Chemistry and Education: Beyond Official Definitions]" ''J. Chem. Educ.'' '''92''': 1593-1597, {{doi|10.1021/ed2001957}}.</ref>。
*モルは、時代遅れの連続体的な物質の概念（完全な原子論的ではない）に基づいている<ref name="Schmidt-Rohr 20B">Schmidt-Rohr, K. (2020). "[https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00467 Analysis of Two Definitions of the Mole That Are in Simultaneous Use, and Their Surprising Consequences]" ''J. Chem. Educ.'' '''97''': 597-602, {{doi|10.1021/acs.jchemed.9b00467}}</ref>。
*SIにおける熱力学的モルは分析化学とは無関係であり、先進経済に回避可能なコストをもたらす可能性がある<ref>{{cite journal|last=Price|first=Gary|year=2010|title=Failures of the global measurement system. Part 1: the case of chemistry|journal=Accreditation and Quality Assurance|volume=15|issue=7|pages=421–427|doi=10.1007/s00769-010-0655-z}}[https://doi.org/10.1007%2Fs00769-010-0655-z].</ref>。
*モルは真の計量単位というより「パラメトリック」な単位であり、物質量は「パラメトリック」な基本量である<ref>{{cite journal
| url = http://stacks.iop.org/0026-1394/47/i=3/a=012
| title = Metrological thinking needs the notions of ''parametric'' quantities, units, and dimensions.
| year = 2010
| journal = Metrologia
| volume = 47
| issue = 3
| pages = 219–230
| first = Ingvar
| last = Johansson|bibcode = 2010Metro..47..219J |doi = 10.1088/0026-1394/47/3/012 }}</ref>。
*SIでは、実体の数を次元「1」の量として定義しており、「実体」と「連続量の単位」の間の存在論的な区別を無視している<ref>{{cite journal
| doi = 10.1007/s11229-010-9832-1
| title = The ontological distinction between units and entities
| year = 2010
| journal = Synthese
| volume = 187
| issue = 2
| pages = 393–401
| first = G
| last = Cooper
|author2=Humphry, S}}</ref>。
== 符号位置 ==
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
!記号!![[Unicode]]!![[JIS X 0213]]!![[文字参照]]!!名称
{{CharCode|13270|33D6|-|モル}}
|}
[[Unicode]]には、モルを表す上記の文字が収録されている。これは[[CJK互換用文字]]であり、既存の文字コードに対する後方互換性のために収録されているものであるので、使用は推奨されない<ref>{{cite web|url=http://www.unicode.org/charts/PDF/U3300.pdf|title=CJK Compatibility|accessdate=2016-02-21|date=2015}}</ref><ref>{{cite web|publisher=The Unicode Consortium|title=The Unicode Standard, Version 8.0.0|location=Mountain View, CA|date=2015|isbn=978-1-936213-10-8|url=http://www.unicode.org/versions/Unicode8.0.0|accessdate=2016-02-21}}</ref>。 == 脚注 ==
=== 注釈 ===
<references group="注"/>
=== 出典 ===
{{reflist|2}}
== 参考文献 ==
* [https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_日本語版_r.pdf] {{Cite book |和書 |author=BIPM|authorlink=BIPM |date=2020-03 | translator = [[産業技術総合研究所]] 計量標準総合センター|title=国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版 |publisher=産業技術総合研究所 計量標準総合センター |page= |id= |isbn= |ref=国際単位系（SI）第9版（2019） |quote= }}
* [https://elaws.e-gov.go.jp/document?lawid=404CO0000000357_20190520_501CO0000000006&keyword=%E8%A8%88%E9%87%8F%E5%8D%98%E4%BD%8D%E4%BB%A4] {{Cite book |平成4年政令第357号 |date=1992 |title=計量単位令 |publisher=e-GOV |page= |id= |isbn= |ref=計量単位令（1992） |quote= }}
== 関連項目 ==
{{Wiktionary}}
* [[
* [[モル濃度]]
* [[
* [[ファラデー定数]]
* [[アインシュタイン (単位)]]
* [[モルの日]]
{{Unit of amount of substance.(mol)}}
{{SI units navbox}}
{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:もる}}
[[Category:物質量の単位]]
[[Category:SI基本単位]]
[[Category:化学]]
[[Category:物理学]]
| |||