銅のモル質量はいくつ？求め方も解説！

銅は電線や硬貨、調理器具など身近な製品に使われる金属ですが、化学計算では原子量を基にモル質量を扱います。

モル質量がわかると、一定の質量に何 mol の銅原子が含まれるか、逆に必要な銅の質量はいくらかを計算できます。

ただし、原子量、モル質量、原子の個数は似た場面で登場するため、単位を取り違えやすい部分でもあります。

この記事では銅のモル質量の値、基本の求め方、具体的な計算例、混同しやすい単位まで順に解説します。

銅のモル質量と基本の求め方
銅の質量と物質量の計算例
銅の原子量と関連する単位の比較
銅化合物におけるモル質量の考え方
銅のモル質量計算で押さえる要点

銅のモル質量と基本の求め方

それではまず銅のモル質量と求め方について解説していきます。

銅のモル質量 63.55 g mol の基本値

銅 Cu のモル質量は、通常 63.55 g mol として扱います。

モル質量とは、物質 1 mol あたりの質量を表す値です。

銅の元素記号は Cu であり、周期表に載っている相対原子質量がおよそ 63.55 なので、モル質量も 63.55 g mol になります。

高校化学の計算問題では、指定がなければ 63.5 g mol、63.55 g mol、または 64 g mol のいずれかを使うことがあります。

どの値を用いるかは、問題文、教科書、表に示された原子量に従うことが大切です。

たとえば銅線 63.55 g があれば、その中には 1 mol の銅原子が含まれると考えます。1 mol は粒子の集まりを表す化学の単位で、質量そのものを示す単位ではありません。

モル質量の数値は原子量と同じに見えますが、原子量には単位がなく、モル質量には g mol という単位が付きます。

この違いを意識すると、計算式に入れる数値の役割が整理しやすくなるでしょう。

銅の元素記号は Cu です。

銅のモル質量は通常 63.55 g mol として計算します。

原子量の 63.55 とモル質量の 63.55 g mol は、単位の有無が異なります。

原子量からモル質量を読み取る仕組み

銅のモル質量は、周期表に示される相対原子質量を利用して求めます。

相対原子質量は、炭素12原子の質量を基準として、原子がどの程度重いかを表した相対的な数値です。

天然の銅には主に銅63と銅65という同位体が含まれているため、周期表の値は整数ではなく平均的な値になります。

その平均値が約 63.55 であり、1 mol の銅原子の質量として表すと 63.55 g mol です。

原子 1 個の質量を g で直接扱うと非常に小さくなり、実験で量るには不便です。そこで大量の原子を 1 mol という単位でまとめ、実際に量りやすい g と結び付けています。

周期表を見る際は、Cu の欄にある数値を確認し、問題の有効数字に合わせて丸めます。

たとえば原子量を 63.5 と指定された計算では、途中で勝手に 63.55 に変更しないよう注意が必要です。

周期表の原子量に g mol を付けると、単体のモル質量として使えます。

銅のモル質量の考え方

Cu の相対原子質量およそ 63.55

Cu のモル質量 63.55 g mol

原子量は単位なし、モル質量は 1 mol あたりの質量です。

単体の銅における計算式と単位

銅の物質量を求める基本式は、質量をモル質量で割る形です。

質量を m、物質量を n、モル質量を M とすると、n ＝ m ÷ M で表せます。

この式では m の単位を g、M の単位を g mol、求める n の単位を mol にそろえます。

たとえば質量が kg で与えられた場合は、先に g へ換算してから計算するのが安全です。

1.00 kg の銅をそのまま 63.55 で割ると、単位が合わないため正しい物質量になりません。1.00 kg は 1000 g に直してから式へ代入します。

式の形を変えれば、必要な質量を求める m ＝ nM や、モル質量を確かめる M ＝ m ÷ n も使えます。

実験では電子天秤で質量を量り、計算した物質量から反応に必要な銅の量を決める場面があります。

銅の計算では、質量の g とモル質量の g mol を対応させることが基本です。

物質量を求める式

n ＝ m ÷ M

n は物質量で単位は mol

m は銅の質量で単位は g

M は銅のモル質量で単位は g mol

銅では M ＝ 63.55 g mol を用います。

銅の質量と物質量の計算例

続いては銅の質量と物質量の具体的な計算を確認していきます。

63.55 g の銅から求める物質量

63.55 g の銅は、ちょうど 1.00 mol の銅に相当します。

これは銅のモル質量が 63.55 g mol であるためです。

質量とモル質量が同じ数値になったとき、質量をモル質量で割ると 1 になります。

計算問題では、モル質量と同じ質量が示された場合に、すぐ 1 mol と判断できるようにしておくと便利です。

ただし、63.55 g という値は使用する原子量に基づくため、問題文で Cu ＝ 64 とされていれば 64 g が 1 mol です。

途中式を書くときは、数値だけでなく g と g mol を付けて確認すると、単位の消え方が理解しやすくなります。

この考え方は、鉄、亜鉛、銀などほかの金属元素にも同じように使えます。

銅のかたまりが 63.55 g であっても、形状が板、粉末、線のどれであるかは物質量に影響しません。物質が純粋な銅であり、質量が同じなら、含まれる銅原子の mol 数は同じです。

計算例

n ＝ m ÷ M

＝ 63.55 g ÷ 63.55 g mol

＝ 1.00 mol

63.55 g の銅には 1.00 mol の銅原子が含まれます。

10.0 g の銅から求める物質量

10.0 g の銅の物質量は、10.0 を 63.55 で割って求めます。

計算すると約 0.157 mol となります。

このとき、10.0 g は有効数字が 3 桁なので、答えも 0.157 mol のように 3 桁で表すのが基本です。

電気分解や酸化還元反応の問題では、この物質量を基に電子の mol 数や生成物の質量を求めることがあります。

たとえば銅 10.0 g を完全に反応させる場合でも、反応式に出てくる銅の係数が 1 なら、銅の物質量はそのまま 0.157 mol として扱えます。

一方、反応式の係数比が異なる物質へ進むときは、必ず化学反応式の係数を掛け合わせます。

質量がモル質量より小さい銅では、物質量は 1 mol より小さくなります。

計算機を使う場合も、最終結果だけを見るのではなく、10.0 ÷ 63.55 という式が立っているかを確認しましょう。

10.0 g の銅は約 0.157 mol です。

質量をモル質量で割ると物質量になります。

反応式を使う計算では、その後に係数比を確認します。

0.250 mol の銅から求める質量

物質量から銅の質量を求めるときは、物質量にモル質量を掛けます。

銅が 0.250 mol ある場合、0.250 mol に 63.55 g mol を掛けると約 15.9 g です。

この計算では mol が約分され、質量の単位である g が残ります。

試薬を準備する問題では、必要な物質量が先に示され、量り取るべき質量を計算する形がよく出題されます。

銅粉末を 0.250 mol 用意する場合も、銅板を同じ物質量用意する場合も、純粋な銅なら必要な質量は約 15.9 g です。

ただし、銅合金、銅メッキ製品、酸化銅が付着した試料では、量った全体の質量をそのまま銅の質量として扱えません。

組成や純度が与えられているときは、先に純粋な銅に当たる質量を求めてからモル質量を使います。

物質量から銅の質量を求める式は、m ＝ nM です。

計算例

m ＝ nM

＝ 0.250 mol × 63.55 g mol

＝ 15.8875 g

有効数字をそろえると 15.9 g です。

銅の原子量と関連する単位の比較

続いては銅の原子量と関連する単位の違いを確認していきます。

原子量とモル質量の役割の違い

原子量とモル質量は同じ 63.55 という数値を使うため、区別があいまいになりがちです。

原子量は原子の相対的な重さを示す無次元の値であり、単位は付きません。

モル質量は 1 mol の物質の質量を表す量であり、通常は g mol を単位として書きます。

銅の原子量が約 63.55 であることから、銅のモル質量は 63.55 g mol と表されます。

この対応は元素だけでなく、水 H2O や二酸化炭素 CO2 のような化合物でも利用できます。

ただし化合物では、構成する元素の原子量を化学式に従って合計しなければなりません。銅そのもののような単体では、Cu の原子量をそのままモル質量に対応させられます。

原子量は比較のための数値、モル質量は実際の質量計算に使う量です。

表記の違いを覚えるよりも、何を求める場面なのかを考えると使い分けやすくなります。

項目	銅での表し方	単位	主な用途
相対原子質量	63.55	なし	原子の相対的な重さの比較
モル質量	63.55 g mol	g mol	質量と物質量の換算
物質量	1.00 mol	mol	粒子の量の表現
質量	63.55 g	g	天秤で量る量

物質量と原子数の関係

物質量は、原子や分子などの粒子がどれだけあるかを mol で示す量です。

1 mol には、アボガドロ定数に相当する約 6.02 × 10の23乗個の粒子が含まれます。

したがって銅 1 mol には、約 6.02 × 10の23乗個の銅原子があります。

63.55 g の銅を用意したとき、その中に含まれる原子数を考えるなら、質量から物質量を求めた後でアボガドロ定数を掛けます。

10.0 g の銅は約 0.157 mol なので、銅原子の数は約 9.46 × 10の22乗個になります。

原子数を直接数えることはできませんが、モル質量と物質量を利用すれば、肉眼では見えない原子の量を計算できます。

この考え方は、銅線に含まれる原子数や、反応に参加する銅原子の数を扱う問題で役立ちます。

質量から原子数を求めるには、質量、物質量、アボガドロ定数の順に換算します。

銅の原子数を求める流れ

銅の質量をモル質量で割る

物質量 mol を求める

物質量にアボガドロ定数を掛ける

得られる値は銅原子の個数です。

銅と代表的な金属のモル質量比較

銅のモル質量は、日常的に使われる金属の中では中程度の大きさです。

アルミニウムは約 26.98 g mol、鉄は約 55.85 g mol、亜鉛は約 65.38 g mol であり、銅は鉄より少し大きく亜鉛より少し小さい値です。

同じ 1 mol でも、元素によって必要な質量が異なることが表からわかります。

たとえば 1 mol のアルミニウムは約 27 g ですが、1 mol の銅は約 63.55 g です。

一方で 1 mol に含まれる原子数は、どの元素でも同じ約 6.02 × 10の23乗個です。

質量が異なるのは、原子 1 個あたりの重さに違いがあるためです。

1 mol の粒子数は共通でも、金属ごとに 1 mol の質量は異なります。

元素	元素記号	モル質量	1 mol の質量の特徴
アルミニウム	Al	26.98 g mol	銅より軽い
鉄	Fe	55.85 g mol	銅よりやや軽い
銅	Cu	63.55 g mol	基準となる値
亜鉛	Zn	65.38 g mol	銅よりやや重い
銀	Ag	107.87 g mol	銅より重い

銅化合物におけるモル質量の考え方

続いては銅化合物におけるモル質量の考え方を確認していきます。

酸化銅 CuO のモル質量計算

酸化銅 CuO のモル質量を求める場合は、銅と酸素のモル質量を合計します。

CuO は銅原子 1 個と酸素原子 1 個からできているため、63.55 に 16.00 を加えます。

計算結果は 79.55 g mol であり、これが酸化銅 1 mol の質量です。

ここで注意したいのは、63.55 g mol が酸化銅全体のモル質量ではなく、あくまで銅 Cu だけのモル質量である点です。

黒色の粉末として扱われる酸化銅の質量には、銅だけでなく酸素の質量も含まれています。

化学反応式で CuO を使うときは、物質量の計算に 79.55 g mol を用います。

酸化銅 CuO のモル質量は、銅と酸素のモル質量を足した 79.55 g mol です。

酸化銅のモル質量

CuO ＝ Cu ＋ O

＝ 63.55 g mol ＋ 16.00 g mol

＝ 79.55 g mol

化学式中の原子数を確認してから合計します。

硫酸銅五水和物の式量と質量割合

硫酸銅五水和物 CuSO4 5H2O は、銅、硫黄、酸素、水和水を含む化合物です。

モル質量を求める際は、化学式に含まれるすべての原子について、個数を掛けて合計します。

CuSO4 5H2O では、銅 1 個、硫黄 1 個、酸素 9 個、水素 10 個として計算します。

銅のモル質量だけを使うのではなく、硫酸イオンと水和水の部分も忘れずに加えることが重要です。

結晶に含まれる銅の質量割合を求めるときは、銅のモル質量 63.55 g mol を化合物全体のモル質量で割ります。

この計算により、青色の結晶を一定量量り取ったとき、実際にどれだけの銅を含むかを見積もれます。

水和物では、加熱によって水和水が抜ける問題もあるため、加熱前後で何の質量を扱っているかを区別しましょう。

化合物のモル質量は、化学式に含まれる全元素の質量を合計して求めます。

物質	化学式	モル質量の求め方	計算上の注意点
銅	Cu	Cu の値を使う	63.55 g mol
酸化銅	CuO	Cu ＋ O	酸素を加える
硫酸銅	CuSO4	Cu ＋ S ＋ O の 4 倍	酸素の個数を確認する
硫酸銅五水和物	CuSO4 5H2O	CuSO4 ＋ H2O の 5 倍	水和水を含める