コア コンセプト
このチュートリアルでは、ディメンション分析について学習します。 は化学の分野にあり、その使用方法、例を見て、化学にどのように適用できるかを学びます。
他の記事で取り上げるトピック
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次元分析とは
次元分析の定義は何ですか?次元解析は、化学の分野で広く使われている必須のスキルです。この手法を使用すると、次のような質問に答えることができます。および「私の溶液の濃度は?」最も単純な形で言えば、ディメンション分析は単位の整然とした相殺です。以下に例を示します:
より現実的なアプリケーションでは、寸法分析を使用して異なる測定単位を変換し、既知のものから未知の特性を見つけます。
単位換算
測定単位間の変換が必要になることがよくあります。測定単位は、何かの品質を定義するために使用されます。
- 金塊の重さは 12 kg です .
- 150 mL あります 容器内の水の量。
インペリアル単位と SI (国際システム) 単位が表示されます。インペリアル単位は、フィート、インチ、ポンドなどの単位です。 SI 単位は、メートル、センチメートル、キログラムなどの単位です。 SI 単位は化学で最も一般的です。さらに、最も重要な測定単位の 1 つはモル (mol) です。
以下は、教科書やオンラインなどのさまざまな情報源で見られるこれらの単位間の関係の一部です:
| 帝国単位 | ||
| 数量 | 測定単位 | 関係 |
| 長さ | マイル、マイル ヤード、ヤード フィート、フィート インチ、インチ | 1 マイル =1760 ヤード 1 ヤード =3 フィート 1 フィート =12 インチ |
| 体重 | ポンド、lb オンス、オンス | 1 ポンド =12 オンス |
| ボリューム | ガロン、ガロン クォート、qt パイント、pt カップ、c | 1 ガロン =4 クォート 1 クォート =2 ポイント 1pt =2c |
| SI 単位 | ||
| 数量 | 測定単位 | 関係 |
| 長さ | メートル、m センチメートル、cm ミリメートル、mm ナノメートル、nm | 1m =100cm =10cm 1cm=10mm 1mm =10nm |
| 体重 | キログラム、kg グラム、グラム ミリグラム、mg マイクログラム、ug | 1kg=1000g=10g 1g＝10mg 1mg =10mg |
| ボリューム | リットル、L ミリリットル、ml | 1L =1000ml =10ml |
さらに、2 つの測定システム間の変換も可能です。
金塊の重さが 12 kg の場合、重さは何ポンドですか?
1.0 ポンド (ポンド) は約 0.45 キログラム (kg) であるため、…
1.0 lbs =0.45 kg という関係は、最初に比率として書き直されます。
比率を書くときは、分母に kg、分子に lbs を入れて、後で kgs が相殺され、lbs だけが答えに残るようにします。
次に、既知の値 12 kg に比率 1.0 lbs/0.45 kg を掛けます。
私たちには解決策が残されています。12 キログラムごとに 26 ポンドあります。
未知の発見
次元分析は、ある単位を別の単位に変換するのに役立つだけでなく、さまざまなプロパティを解決するのにも役立ちます。質量、体積、密度などの量がどのように関連しているかを認識することが重要になります:
| 数量 | 関係 |
| 密度 | 質量/体積 |
| エネルギー | 力×距離 |
| ボリューム | 面積×長さ |
| プレッシャー | 力/面積 |
また、測定単位に注意を払うこともますます重要になっています。
容器に 150 ml の水が入っていて、容器内の水の重さが 150 グラムの場合、水の密度は?
この場合、質量はグラムで与えられ、体積はミリリットルで与えられます。密度は質量/体積で定義されるため、この場合の密度はグラム/ミリリットルです。
水の密度は 1g/ml です。
化学における次元分析の例
化学では、次元分析は上記の方法で使用できますが、反応中の化学物質の量を関連付けるためにも使用できます。比率は、化学量論的関係を使用して作成できます。
CaI2 (s) → Ca (aq) + 2I (aq)
ヨウ化カルシウム（CaI2 ）、次の比率を書くことができます：
4 mol の CaI2 から生成されるヨウ化物イオンの数 は完全に溶解していますか?
より詳細なチュートリアルについては、化学量論問題の解決を参照してください。
さらに読む
- 陽イオンと陰イオン
- イオン化合物の命名
- 興味深い元素ヨウ素
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