#超算数 : mol 計算ができないのは小学校教育のせいか？

mol 計算ができないのは小学校教育のせいか否か？

　そもそも論として、小学生にmol 計算を理解させることができるかという問いから考えてみたいと思います。

　結論からいうと、小学校レベルの一次関数の比の計算ができれば、計算自体はできる筈だが、原子、分子、質量、物質量、モル質量の科学的知識が必須になるため、小学生にmol 計算を理解させるのは一定の困難さは残る。

　ただし、その壁さえ突破すれば、教えることは可能であり、また、比喩を使えば難易度を下げることは可能である。

　mol 計算の文章題を以下のような比喩を用いて小学生に計算させることが可能。

　メタン分子が1molある場合の質量を求める計算は『四輪駆動の車を6×10 の23乗個集めた場合の全体の質量』の計算と同じ発想を使う。

　『四輪駆動の車体の重さ』を炭素原子の一つ分の質量に置き換え、『各タイヤの重さ』を水素原子一つ分の質量に置き換えれば良い。

　同様に二酸化炭素の1mol分の質量も『二輪車を1mol個数分集めた場合の全体の質量』を計算するのと同じ発想を使って計算が可能。

　『二輪車の車体』を炭素原子の一つ分の質量に置き換え、『各タイヤの重さ』を水素原子一つ分の質量に置き換えれば良いだけの話だ。

(※二輪車の車体の重さと四輪車の車体の重さが同じになるので、違和感がありますが、、、二輪車と四輪車の車体の重さを炭素原子の重さに例えているので仕方がないですね)

　似たような話として、塩酸と水酸化ナトリウムの中和反応の計算が知られてます。

　引用→化学反応とは「いくつかの部品を組み合わせて、ある製品を作るようなもの」だと考えています。これは中和反応に限った話ではありません。「製品」を必要な個数作る上では部品が過不足なく必要となります。つまり、中和反応を考えていく上では、塩酸○mLと水酸化ナトリウム水溶液△mLが完全中和したということは、中和に必要な塩酸という部品の数と水酸化ナトリウムという部品の数が一致したということに他なりません。

　→中学受験理科　「中和計算」が苦手な受験生へ　考え方のポイントを解説①　https://jukensurukee.com/中学受験理科　「中和計算」が苦手な受験生へ　/

　さて、ではなぜ高校生は mol　計算ができないのか？

　私見ですが、物質量とモル質量を混同しているからだと思います。

ぶっしつ‐りょう 【物質量】
〘名〙 アボガドロ定数に等しい数（6.022×1023）を一単位として表わした物質の量。国際単位系の基本単位の一つで、モル（mol）を単位として表わす。　物質量とは - コトバンク

　なぜ物質量がややこしいのか分かるでしょうか？

　物質量は、『モノの質量ではなく、物質の量であり、粒子の数』です。

　物質量って書いてあるのに質量ではないのです！！！

　molを単位として表 した粒子の数を物質量という。　物質量 - NHK

　モル質量とは、単位物質量当たりの質量である。物質の質量をその物質の物質量で割ったものに等しい。平たく言えば、物質 1 モル当たりのグラム数である。モル質量をアボガドロ定数で割ったものは、物質の要素粒子1個分の質量に相当する。逆に言えば、分子6.02214076×10²³個分の質量が、その分子のモル質量である。　　モル質量　wikipedia

　モル質量の単位は【g/mol】で1molあたりの質量を表します。

　物質量の単位は【mol】で、物質の粒子の数をアボガドロ数を用いて表したモノです。

　『モル質量と物質量と物質の質量』の関係は、『速度と時間と距離』と同じ関係が成り立ちます。

　モル質量×物質量＝物質の質量
　速度×時間＝距離

　モル質量の単位は【g/mol 】で、速度の単位は【m/s】であることからも自明ですね。

　つまり、小学6年間で習う『速さ、時間、距離』の文章題が全て理解できていれば、mol 計算ができる筈です。

　例えば、比の関係が成り立ちます。

道のりが同じとき
速さの比＝a:bならば、時間の比＝b:a
（速さが2倍なら、かかる時間は半分）
時間が同じとき
速さの比＝a:bならば、道のりの比＝a:b
（速さが2倍で同じ時間走れば、進む道のりも2倍）
速さが同じときそ
道のりの比＝a:bならば、時間の比＝a:b
（同じ速さで走っているとき、道のりが2倍になれば、かかる時間も2倍）

　つまり、『モル質量』、『物質量』、『物質の質量』の関係を理解したにも関わらず、mol 計算ができないのであれば、

それは、【小学生レベルの比の計算や一次関数の計算ができないから】に他なりません。

　ちなみに、一次関数の比の性質は中学２年生で習う筈なので、中学教師のせいでもありますが、文章題の解き方は小学校でメインに扱うので、やはり小学校教育のせいとなります。

　逆に、『モル質量』と『物質量』と『物質の質量』の関係を理解させることができないならば、高校化学教師のせいですが、一次関数の比の性質や小学校で習う比の計算が理解できない生徒に『モル質量』と『物質量』と『物質の質量』の関係を理解させることは困難なので、やはり小学校、中学校教育は重要であると言えます。

　ところで、

　歴史的な経緯からいうと、炭素12gを集めた際の炭素原子の数を1molと定めたのであって、炭素原子を1mol 集めた際に12gになる訳ではないのですが、この逸話を高校生にすると、目を輝かせる科学クラスタと興味が全くない文系に別れますね。