バランスのとれた 化学反応の場合 反応物と生成物の質量と モル数の計算は 一般的な概念図に沿って 行われることを 思い出してください ここでは 反応物のモル数と 生成物のモル数の 換算係数として 化学量論的な 係数が用いられます 気体を含む化学反応では 気体の量は 通常 所定の温度と 圧力での体積で指定されます これは 気体は流動性があり 利用可能な体積を 満たすために膨張するからです 気体反応では 気体のモル量と体積は 理想気体の法則によって 相互に関係しています このようにして 気体の体積から モル数を求めることができます 理想気体の法則 モル質量 化学量論の概念を 組み合わせることで 気体の体積 モル数 気体の反応物や 生成物の質量を 計算することができます 例えば リチウムと水が反応して 水素ガスを生成する 場合を考えてみましょう 反応が291ケルビン 0.977気圧で起こる場合 どのくらいの量のリチウムが 35.25リットルの水素を 生成するでしょうか?まず 理想気体の法則を適用し 与えられた圧力 体積 温度 理想気体定数を代入することで 水素ガスのモル数を 計算します 次に 化学量論比を用いて 水素ガスのモル数をリチウムの モル数に換算します 最後にリチウムの モル質量を掛けると 20.0グラムになります したがって 20.0グラムのリ チウムで35.25リットルの 水素が生成されることになります 標準的な温度と圧力である STPで起こる ガス状の化学反応では モル体積22.4リットルが 定数となります 換算係数は STPでの ガスを含む 化学量論的計算で使用されます 例えば STPでの 水の生成を考えてみましょう 2グラムの水を 生成するのに必要な 水素の体積は いくらでしょうか?一般的な概念図に従って まず 水の質量をモル質量で割って 水のモル数を求めます 次に 化学量論比を用いて 水素のモル数を求めます 最後に STPでのモル対 体積換算係数を用いて 水素ガスが2.5リットルと 算出されます したがって 2.5リットルの水素は STPで2グラムの 水を生成します