濃度の単位と求め方 化学において濃度が重要だということがわかったところで、次に大切なのは濃度の定義です。 「何」を「何」でわるのか という事と、その物質が 何「グラム」なのか何「モル」なのか何「リットル」なのかという単位 に特に注目して、濃度を見てください。 単位を意識しないで濃度の勉強に取り組むと、間違える原因となり、見返してもどこで間違えたかわからなくなってしまうでしょう。 きちんと単位に注目してひとつずつ順番に答えに近づいていけば、複雑な濃度の計算も必ず解けるようになります。まず、今回のテーマである質量百分率濃度から説明していきましょう。 次のページを読む
0\times \displaystyle \frac{200(1-0. 25)}{100}=200\times 0. 25+x\) とすることもできます。これは②と全く同じ方程式です。 次は溶液で比をとる場合の問題を見てみましょう。 溶液の比を利用する計算問題と求め方 練習5 塩化カリウムの溶解度は 80 ℃で 51. 0 である。 80 ℃における塩化カリウムの飽和水溶液 100g に塩化カリウムは何g溶けているか求めよ。 これは練習4の第1段階で計算したものと同じです。 溶液の比で計算します。 80 ℃は同じなので見なくて良い問題ですね。 溶解度が 51 なので、100g の水に 51. 0g の塩化カリウムが溶けるということなので、 溶液 151g 中に 51. 0g の溶質が溶けています。 これを利用して比をとります。 「溶液 151g 中に 51. 0g の溶質、溶液 100g 中には何gの溶質?」 という比例式です。 飽和溶液 100g 中に溶けている塩化カリウムの質量を \(x\) とすると \( 51. 0\times \displaystyle \frac{100}{151}=x\) これは問題に与えられた数値そのままでも式は同じです。 \( 51. 0\times \displaystyle \frac{100}{100+51. 0}=x\) 求めると、\(x\, ≒\, 33. 8\) (g) 飽和溶液中の溶質の質量を求めましたが、引き算すれば溶媒の質量ですよ。 次は比重も加えた飽和溶液についてみてみましょう。 練習6 20 ℃における塩化カリウムの飽和溶液の比重は 1. 17 です。 この飽和溶液 1000mL は何gの塩化カリウムを含むか求めよ。 ただし、20 ℃における塩化カリウムの溶解度は 34. 4 である。 これは比重から溶液の質量を出せば練習5と同じになりますので「溶液の比」が利用出来ます。 溶液の質量は(比重)×(体積)なので飽和溶液 1000mL の質量は \(\mathrm{1. 17\times 1000\, (g)}\) また、溶解度が 34. 4 なので飽和溶液は 水 100g に 34. 4g の溶質が溶けていることになります。 つまり比例式は 「 100+34. 【高校化学】「質量モル濃度」 | 映像授業のTry IT (トライイット). 4g の溶液中に 34. 4g の溶質なら、1. 17×1000g の溶液中には何gの溶質?」 部分的に計算しておくと、 「 134.
2 Willyt 回答日時: 2013/10/22 07:34 濃度というのは体積は一切関係ありません。 ですから2%の溶液をりたいなら 溶媒の質量を a 溶質の質量を b とすれば 密度ρ= b/(a+b)=1/(a/b+1) となりますから所要の密度ρを得るには a/b=(1/ρ)-1 で計算できる比率で混ぜればいいのです。 この場合、まぜる割合が計算できるのであり、何gの溶液を作るかを決めないと溶質、溶媒の量は決まりません。 2%の溶液を作りたいなら a/b=49 となり、溶質の49倍の量の溶媒を用意すればいいということになります。 体積にはついては実験しないとわかりません。溶質と溶媒の元の体積を加えても混ぜた結果の体積にはならないからです。だから溶液の濃度には体積が入らないようにしてあるのです。 やはり体積は計算では求められないのですね。 お礼日時:2013/10/22 08:22 No. 1 回答日時: 2013/10/22 06:54 混合溶液の体積の和を計算で求めることは不可能です。 一般に、2種類の溶液を混合すると体積が減りますが、これは分子の形状や 水素結合の有無に影響しますので、計算できるものではありません。 やってみるしかないのです。 疑問に思うのは有効数字4桁もの厳密な密度が必要なのでしょうか? 密度は温度によっても変わります。 温度管理はちゃんとできているのでしょうか? また、溶液の体積を計測するにもそれなりの器具が必要です。 メスシリンダーやメスピペットでは有効数字が2桁くらいで、精密にやっても 3桁しかありません。 用途は点滴溶液か注射溶液だと推察しました。 これならば有効数字2桁くらいでいいのではないですか? 溶液中の溶質の濃度を示す「質量百分率濃度」を元研究員がわかりやすく解説 - Study-Z ドラゴン桜と学ぶWebマガジン. そもそも、点滴や注射の溶液は用意した量の何%が体内に入るかわからないのです。 また、人間の血液は13Lと言われていますが、個人差や時間変化などがあります。 ですから、注射溶液や点滴溶液をそこまで厳密に作る必要はないのです。 体積比でほぼ98%が生理食塩水で、溶質がちょっと重い訳ですから、 密度は1.01g/mLではダメですか? 1 密度はメーカーのHPから持ってきたものなので、そのまま載せました。 確かに注射器の分解能は100分の1mlなので一桁多いのですが。 やはり計算では体積を求めることができないのですね。 実験してみます。 お礼日時:2013/10/22 08:25 お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!
よぉ、桜木建二だ。質量モル濃度ってどんな場面で使うか知ってるか? 質量パーセント濃度やモル濃度はよく出てくるが、なぜ質量モル濃度が必要なのかはよくわからないよな。 今回は「質量モル濃度」の定義と必要性、計算の仕方について、化学実験を生業にしてきたライターwingと一緒に解説していくぞ。 解説/桜木建二 「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。 ライター/wing 元製薬会社研究員。小さい頃から化学が好きで、実験を仕事にしたいと大学で化学を専攻した。卒業後は化学分析・研究開発を生業にしてきた。化学のおもしろさを沢山の人に伝えたい! 1. 三種類の濃度と単位 image by iStockphoto 濃度を理解する上で重要なのは、 分子と分母が何なのか という事です。その説明をする時に必ず出てくる「溶質」「溶媒」「溶液」という用語を先に覚えておきましょう。 溶かされている物質が「溶質」、溶かしている物質(液体の場合が多い)が「溶媒」、溶質と溶媒全体のことを「溶液」 といいます。食塩水で例えると、溶質とは食塩、溶媒とは水、溶液とは食塩水のことです。 では、小学校や中学校で一番最初に出会う濃度である、質量パーセント濃度から説明していきましょう。 こちらの記事もおすすめ 「溶液 溶媒 溶質」は何が違う?水溶液の基本ワードを元塾講師が解説 – Study-Z ドラゴン桜と学ぶWebマガジン 1-1. 「溶質」「溶媒」「溶液」の違いは？ ⇒ 見分けるコツ！ | 中１生の「理科」アップ法. 質量パーセント濃度(%) 理科の授業で「食塩何グラムを水何グラムに溶かしました。濃度を計算して求めましょう。」という問題を解いたことがありませんか?この濃度というのが質量パーセント濃度です。 質量パーセント濃度(%)= 溶質の質量(g)÷ 溶液(溶質+溶媒)の質量(g)× 100 という計算式で導かれ、 溶液中に溶質が何パーセント含まれているか を示します。食塩水を例にとると、食塩水中に食塩が何パーセント含まれているかを表す濃度が質量パーセント濃度です。 1-2. モル濃度(mol/L) 化学で一番よく使われるのがモル濃度です。モル濃度は 溶液1リットル中に溶けている溶質の物質量(mol) を表した濃度になります。質量モル濃度と分けるため体積モル濃度という言い方もありますが、一般的にモル濃度といえば体積モル濃度のことだという事を覚えておきましょう。 モル濃度(mol/L)= 溶質の物質量(mol)÷ 溶液の体積(L) という計算式で導きますが、溶液の体積(L)は次のように変換する場合もあります。 溶液の体積(L)= 溶液の体積(mL)÷ 1000 モル濃度を求めれば、 水溶液の体積を量るだけで、その中に溶けている溶質の物質量(mol)が簡単に分かる ため利便性が高い濃度です。 1-3.
6 である。 20 ℃で 158 g の硝酸カリウムを溶解させるには何gの水が必要か求めよ。 溶解度は溶媒である水 100 g に解ける溶質の質量です。 この問題では溶媒と溶質の質量が出てきているので、溶質と溶媒で比をとれば簡単に求めることができます。 「 100g の水に 31. 6g 解けるなら、\(x\) g に 158g 解ける。」 という比例式です。 求める水の質量を \(x\) とすると \( 31. 6\times \displaystyle \frac{x}{100}=158\) これから \(x\, =\, 500\) 比例は時計回りに立式していけばいいのですよ。 単位は違っても同じ方法でいいのです。 この比例式の使い方をまだ知らない人は ⇒ 溶液の質量パーセント濃度と比重を利用した計算問題の求め方 を見ておいてください。 練習2 20 ℃において水と硝酸アトリウムを 50g ずつ混合したら、硝酸カリウムは全ては解けなかった。 これを全部溶かすにはさらに水を何g追加すればよいか求めよ。 20 ℃における硝酸カリウムの溶解度は 87 である。 溶解度と溶媒と溶質の質量がわかっているので、溶質と溶媒の比をとれば練習1の問題と同じです。 追加する水を \(x\) (g) とすると水の質量は \(50+x\) となります。 (最初に水は 50g 混合されている。) 溶解度が 87 なので 「水 100g で 87g 溶けるとき、水 \(50+x\) で 50g 溶ける。」 (溶質 50g 全部を溶かす溶媒を知りたい。) という比例式になります。 \( 87\times \displaystyle \frac{50+x}{100}=50\) これを解いて \(x\, ≒\, \mathrm{7. 5(g)}\) 溶解度がわかっていて、溶媒と溶質の質量がわかっているときはこの比例式だけでいけるのか? 続いてみてみましょう。 練習3 20 ℃における硝酸カリウムの溶解度は 31. 6 である。 20 ℃で 1L の水に 300g の硝酸カリウムを入れてかき混ぜたら全て溶けた。 あと何gの硝酸カリウムが溶けるか求めよ。 問題には溶媒と溶質の質量が与えられています。 水は比重が \(\mathrm{1g/cm^3}\) なので水 1L は 1000g とわかります。 だから溶解度の10倍溶けるので、と考えてもすぐに解けます。 しかし、いつもきれいな倍数とは限らないのでいつでも通用する式を立てましょう。 溶解度がわかっているので溶質と溶媒の比をとってみます。 追加で解ける硝酸カリウムの質量を \(x\) (g)とすると 「100g の水で 31.
4g の飽和溶液中に 34. 4g の溶質なら、1170g の飽和溶液中には何gの溶質?」 ということなので \( 34. 4\times \displaystyle \frac{1170}{134. 4}=x\) もとの数値をそのまま使えば \( 34. 4\times \displaystyle \frac{1. 17\times 1000}{100+34. 4}=x\) これを解くと \(x\, ≒\, 299\) (g) 塩化カリウムの飽和溶液 1000mL 中には塩化カリウムを299g含んでいる、ということです。 (ここまで求めたいものを \(x\) とおいているので \(x\) は全て答えですよ。) 溶解度の問題のうち、 「溶媒の比」と「溶液の比」を利用する問題を紹介しました。 比の取り方でややこしさが違うでしょう? 溶液の計算にはこれらの比を利用する解き方が簡単です。 化学の比例計算になれておきたい人は ⇒ 溶液の質量パーセント濃度の求め方と比重を利用した計算問題 は復習しておくと良いです。 ⇒ 溶解度の差と温度変化による析出量の計算方法と求め方 良く出る計算問題です。
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