ノート:物質量

「物質量とモル数」の項の削除

編集前の版の記述を、以下に示しておきます。

物質量のSI単位のモルは要素粒子の指定をしなければ意味が無いが、物質量はその限りでは無い。例えば空気などの一様な混合物を熱力学的対象として扱う場合に、単離や化学反応など、混合物の構成比率を変えない操作のみを考える場合は単一成分の系として扱うことが出来る（田崎『熱力学』 p.23）。このとき”空気分子”は存在しない為、”1mol の空気”というものを考えることは出来ないが、質量によって物質量を量るとすれば”1kg の空気”というものは考えることができる。このようにモルによって量った物質量（モル数）と物理量としての物質量の概念には若干の違いがある。

物質量を質量で量る場合には理想気体の状態方程式

$p(T,V,N)={\frac {NRT}{V}}$

の係数 R は気体の種類に依存し普遍な定数とはならない（気体の種類を特定すれば T,V,N に依存しないという意味で定数である。）。物質量の単位を適当に選べば R が気体の種類に依らない定数（気体定数）となり、そのような単位の一つがモルである（田崎『熱力学』 p.52）。 — 122.131.177.174氏の2014年4月3日13:10の版より

「モル数」は、単純に「モルの数」（number of mole）という意に過ぎず、それは、「物質量」という量に、長い間適切な名前がなかったために化学者によって用いられてきたものです。

“物質量”あるいは“化学量”という量は、適切な名前がないまま、化学者により長い間用いられてきた。この量は単純に、“モル数”と呼ばれていた。この習慣は捨てなければならない。というのは、物理量の名称に単位の名称を含めてはならないからである（“長さ”の同義語として“メートル数”を使う人はいないだろう）。 — 「物理化学で用いられる量・単位・記号　第3版」(2009)、p.64より引用

上の122.131.177.174氏の2014年4月3日13:10の版では、「物質量」と「モル数」では、扱う対象物に違いがあるかの記述でしたが、これは「田崎『熱力学』」なる文献以外には見受けられない概念であり、この文献の記述の真偽性にも、疑問が持たれます。「モル数」と「物質量」の関係は、例えば「メートル数」と「長さ」の関係と同様で、「モル数」に特別に「物理量としての物質量」との概念上の違いがあるとの122.131.177.174氏の2014年4月3日13:10の版の記述は不適切と考えます。また、上の版で「モル数」にリンクが貼ってありましたが、そのリンク先は「モル」へのリダイレクトになっており、その「モル」の記事の中には、上の版のような「モル数」と「物質量」との概念上の違いの記述は一切ありませんでした（2014年4月6日閲覧）。以上の事由により、「物質量とモル数」の項を、削除致しました。--Koz7291（会話） 2014年4月6日 (日) 14:11 (UTC)

その記述は「モル数」という呼称自体とは関係がない。 「モル数」の単語だけ削れば記述を残しても問題がないような理由しか挙げられていないように見える。（なお、田崎の文献では p.23 脚注 2 で断りを入れて「モル数」という言い方をしている。）

物理量が単位の選択によらないことは当然で、モルが特別に選ばれた単位であることも明らかである。 田崎の文献以外を今の所は提示できないが、この文献のどの記述に疑問を抱いたのか。私の記述だけを読んで判断したのか。

最後に私の言語能力が足りなく申し訳ないが、"「モル数」と「物理量としての物質量」に概念の違いがある"と書いているのではなく"「モル数」と「物理量としての物質量の概念」に違いがある"と書いているので悪しからず。-122.131.177.174 2014年4月12日 (土) 15:43 (UTC)

物質量は物質の量を表す量

冒頭の文を、一読しただけでは何を言っているか分からない文にしてしまったかもしれません。加筆・訂正などしてくださる方がいてくれたらうれしいです。GeSciHok（会話） 2016年3月15日 (火) 15:45 (UTC)

冒頭の文を、大辞林を参考にして少し修正しました。--GeSciHok（会話） 2016年3月21日 (月) 06:33 (UTC)

物質量の定義について

熱力学は構成要素の存在を前提としない理論体系であり、熱力学で扱われる物理量である物質量の定義においても構成要素の存在は前提として不要である。 そもそも構成要素の個数を量ることができるのは、格子欠陥がない結晶のような限られた場合でしかなく、量れないモノと関係付けても定義としての意味をなさない。

歴史的に言って物質量とは定比例の法則、倍数比例の法則、気体反応の法則など化学反応における量的関係から導入された物理量であり、ISQにおいては、化学量論係数が簡単な整数比となるように定義された物理量が物質量である。この辺りが丸ごと削られた理由は何だ。-124.110.184.77 2016年4月29日 (金) 07:04 (UTC)

SIにおいては、要素粒子の存在が物質量の定義に必要です。

物質量は試料中の特定要素粒子の数に比例すると定義され，その比例定数はすべての試料に対して同一の普遍定数である． — 第8版SI文書(2006) 25ページ 2.1.1.6 物質量の単位（モル）

熱力学で扱われる物理量である質量、体積、圧力、磁場の強さ、磁化などは熱力学の範囲の外で定義されるのが普通です。これらの物理量と同様に、物質量も熱力学の範囲の外で定義されるのが普通です。

とはいうものの、要素粒子の存在を前提しないで物質量を定義することも可能です。そこで、「要素粒子の存在を前提としない定義」の節を新たに書きました。この節は前の版にあった「化学反応に基づく定義」の節を、より広範囲の物質についても物質量を定義できるように、一般化したものです。

定比例の法則は、より具体的に、古典的な重量分析で物質の組成式を決定することができる、と言い換えました。

倍数比例の法則は、不定比化合物や合金などの倍数比例の法則に従わない物質にも適用できるように、削りました。

気体反応の法則は、化学反応しないヘリウムやネオンにも適用できるように、ボイル＝シャルルの法則に置き換えました。

化学量論係数が確実に整数比となることが保証されているのは、化学反応に関わる物質がすべて分子性物質のときに限られます。アセチレンやベンゼンなどの有機化合物であれば、（分子同士が反応して同じくらいの分子量の分子が生成する場合は）化学量論係数はいつでも簡単な整数比になりますが、酸化物や硫化物などの非分子性の無機化合物では、化学量論係数が簡単な整数比になるとは限りません。例えば、鉄と硫黄が化合して硫化鉄ができる場合は、化学量論係数は簡単な整数比にはなりません。化学量論係数が簡単な整数比となる、という要請を置くことは、分子をつくる物質についてのみ考察する、と宣言することと同じになります。ということで、要素粒子の存在を前提としない立場であれば、化学量論係数が簡単な整数比となるという要請は除いた方がよくないですか？--GeSciHok（会話） 2016年4月30日 (土) 12:20 (UTC)