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技術士 基礎科目 令和7年度 Ⅰ-4-4|問題と解説

問題 Ⅰ-4-4

質量分率が,すず96.5%,銀3.00%,銅0.500%の合金組成をモル分率で示す場合,すず,銀及び銅のモル分率[%]の最も近い値の組合せはどれか。ただし,すず,銀及び銅の原子量は,それぞれ118.7,107.8及び63.5である。

1 すず:97.0  銀:2.74  銅:0.269
2 すず:97.0  銀:2.34  銅:0.662
3 すず:96.5  銀:3.00  銅:0.500
4 すず:95.8  銀:3.82  銅:0.375
5 すず:95.8  銀:3.28  銅:0.928

正解と解説

正解:5

解説

100 gの合金を基準に、質量の割合を原子の個数に対応するモルの割合へ換算する。

1.各成分をmolに直す

物質量は質量÷モル質量で求める。

nSn=96.5/118.7 mol、≒0.812974 mol

nAg=3.00/107.8 mol、≒0.027829 mol

nCu=0.500/63.5 mol、≒0.007874 mol

2.全体の物質量で割る

合計は n≒0.848677 mol。各成分について モル分率[%]=(ni/n)×100を計算する。

Sn:95.79%、Ag:3.279%、Cu:0.9278%

最も近い組合せはすず95.8%、銀3.28%、銅0.928%。原子量の小さい銅は質量分率よりモル分率が大きくなる。

モル分率は質量分率をそのまま使わず,各成分の質量を原子量で割って物質量比へ変換する。原子量が小さいCuは,同じ質量割合でもモル割合が大きくなる。

問題・正答の出典:公益社団法人 日本技術士会(公式の過去問題・公式正答)
掲載している解説は日本技術士会の公式解説ではありません。

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