濃度の表し方と換算
溶液の濃度は化学計算の出発点です。質量・体積・モル数を使い分け、相互換算できる力が必要です。
基本知識
主な濃度表記: ① 質量パーセント濃度 = (溶質質量/溶液質量)×100 [%]、② モル濃度 = 溶質モル数 / 溶液体積 [mol/L]、③ 質量モル濃度 = 溶質モル数 / 溶媒質量 [mol/kg]、④ モル分率 = 溶質モル数 / 全モル数。溶液の密度 ρがわかれば、質量%とモル濃度は相互換算できます: c = 1000ρw/(100M)。
📘 重要公式
質量%濃度（w = m溶質/m溶液×100）
モル濃度 c（n/V [mol/L]）
質量モル濃度 m（n/m溶媒(kg) [mol/kg]）
換算式（c = 1000ρw/(100M)）
希釈の式（c1V1 = c2V2）
ppm（10-6レベルの微量成分濃度）
質量%濃度（w = m溶質/m溶液×100）
モル濃度 c（n/V [mol/L]）
質量モル濃度 m（n/m溶媒(kg) [mol/kg]）
換算式（c = 1000ρw/(100M)）
希釈の式（c1V1 = c2V2）
ppm（10-6レベルの微量成分濃度）
深掘り (原理・応用)
モル濃度は体積基準で温度依存します。質量モル濃度・モル分率は温度に依存しないため、束一的性質の計算で使われます。環境分析では ppm(10-6)や ppb(10-9)を用い、水道水の塩素は約0.4 ppm。希釈計算は薬学・臨床検査でも必須です。
💡 ポイント
- モル濃度=体積基準、質量モル濃度=溶媒質量基準
- 束一的性質では質量モル濃度
- 希釈式 c1V1=c2V2
- ppm ≒ mg/L (水の場合)
- 質量%とモル濃度の換算には密度が必須
- 溶液体積は溶質+溶媒の単純和ではない
- 標準液調製はメスフラスコで
注意点 (混同しやすい・頻出ミス)
① モル濃度(mol/L)と質量モル濃度(mol/kg)を単位で区別。② 質量%は溶液質量(溶媒質量ではない)で割る。③ 希釈時、溶質モル数は不変。④ 体積は溶質+溶媒の単純和ではない。
練習
- 水500 gにNaOH 20 g(M=40)を溶かしたとき、質量モル濃度を求めよ。
- 密度1.18 g/cm3, 質量%35%のHCl(M=36.5)のモル濃度を求めよ。
- 2.0 mol/L硫酸を0.10 mol/Lにするには、何倍希釈すればよいか。