溶液の濃度の表し方3パターン(モル濃度、%、質量モル濃度)

難易度:★☆☆☆
頻出度:★★★★

今回は溶液の問題を考える際の基礎中の基礎である濃度の表し方について説明します。

モル濃度、質量パーセント濃度、質量モル濃度の3つを完璧に押さえておきましょう。

濃度間の変換問題も頻出ですので、詳しく解説したいと思います!

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まずは用語を押さえよう

はじめに溶液に関する次の3つの用語を完璧にしておきましょう。

溶液に関する用語

溶質:溶かされる物質
溶媒:溶かす液体
溶液:溶質を溶媒に溶かしてできた液体

それではこれらの用語を用いて3つの濃度の定義を説明していきます。

溶液の濃度3パターン

次の図を見ながら、濃度の表し方3つを確認していきます。

溶液の濃度の表し方3パターン(モル濃度、%、質量モル濃度)の説明図

モル濃度

化学で最も重要、かつ多用する濃度の単位はモル濃度です。

溶質のモル(mol)溶液の体積(L)で割ることで求められます。

実用的には、モル濃度が既知の溶液を測りとり、モル濃度に体積をかけることで溶質のモル数が計算できるので、滴定の際などに重宝します。

質量パーセント濃度

皆さんが小学生の時から慣れ親しんできた濃度の単位です。

溶質の質量(kg)溶液の質量(kg)で割ることで求められます。

普通は100をかけて%単位で表すことに注意しましょう。

よって計算の際には100で割ることが必要になります。

どういうことか、後で例題で具体的に説明します。

質量モル濃度

少し特殊な溶液の単位で、溶質のモル(mol)溶媒の質量(kg)で割ることで求められます。

唯一、溶媒が関与することに注意しましょう。

希薄溶液の性質(沸点上昇や凝固点降下など)で用いる単位です。

質量と体積の変換には密度を使う!

これら濃度間の変換は計算問題で頻繁に出てきますし、研究や実験でも毎日のように行うことでしょう。

その際、質量と体積の変換が必要ですが、そのカギとなるのは密度(g/cm3)です。

実際に変換するときには単位に注目して式を立てるように心掛けましょう

次の問題で濃度の単位変換、密度の使い方をマスターしましょう!

問題に挑戦!

ということで質量パーセント濃度からモル濃度に変換する例題を解いてみましょう。

具体的な数値ではなく文字で解き進める問題なので、少しイメージしづらいかもしれませんが、頑張って考えてみてください。

問題

分子量 M の溶質が溶けている質量パーセント濃度 x (%) の溶液のモル濃度(mol/L)を求めよ。
ただし溶液の密度は d (g/cm3)とする。

<解答>

溶液の液量が与えられていませんので、計算しやすいように自分で設定してOKです。

モル濃度(mol/L)を求めるので、1 L とすると良いでしょう。

単位に注目すればスラスラ式を立てることができます。

質量パーセント濃度からモル濃度を求める例題の解答

前述のように、質量パーセント濃度(%)を計算で扱うときは、100で割ることを忘れないようにしましょう。

また、次の記事の後半でも触れているように、分子量の計算上の単位は g/mol を使うと理解しやすいです。

まとめ

今回も単語カードにまとめを作っておきます。

適宜ご活用ください。

溶液の濃度の表し方3パターン(モル濃度、%、質量モル濃度)のまとめ(1)

溶液の濃度の表し方3パターン(モル濃度、%、質量モル濃度)のまとめ(2)

今回の内容は基本的なことですが、基礎が揺らがないようしっかり覚えておきましょう!
最後まで読んでいただきありがとうございました。