理論化学

溶液の濃度について

投稿日:8月 29, 2020 更新日:

今回は溶液の濃度について解説していくにゃ。計算問題が中心だから苦手とするひとが多いけどしっかり単位に注意すれば大丈夫だにゃ。

・質量パーセント濃度とは?

質量パーセント濃度とは溶液の質量に対する溶質の質量の割合をパーセントで示した濃度です。

質量パーセント濃度[%]=溶質の質量[g]÷溶液の質量[g]×100

溶液の質量は溶媒と溶質の重さをお互いたしたものであることに注意しましょう。

・モル濃度とは?

モル濃度は溶液1Lに溶けている溶質の量を物質量[mol]であらわした濃度です。

モル濃度[mol/L]=溶質の物質量[mol]÷溶液の体積[L]

・質量モル濃度とは?

質量モル濃度は溶媒1kgに溶けている溶質の量を物質量[mol]で表した濃度である。

質量モル濃度[mol/kg]=溶質の物質量[mol]÷溶媒の質量[kg]

気をつけるところが溶媒の質量を求める必要があるところです。では次から計算をしていきましょう。

・演習問題

 問題1. 20mol/Lの水酸化ナトリウム水の質量パーセント濃度は(A)%(二桁)となる。ただしこの水酸化ナトリウム水の密度は1.05g/cm3とし、NaOH=40とする。

解答.1cm3=1mlである。よって密度の単位を1.05g/cm3→1.05g/mlと変換できる。20mol/Lの水酸化ナトリウムということは1Lあたりに20moL×40g/mol=800gの水酸化ナトリウム(溶質)が含まれている。溶液の質量は1L=1000mLで水酸化ナトリウム水の密度は1.05g/mlなので1000mL×1.05g/ml=1050gである。よって

質量パーセント濃度[%]=溶質の質量[g]÷溶液の質量[g]×100=800÷1050×100=76%(A)

単位の変換に気をつけよう!

問題2.硫酸のモル質量を98g/molとする。質量パーセント濃度で60%の硫酸水溶液の密度が1.3g/cm3であるとき、この水溶液の硫酸のモル濃度は(B)mol/Lであり、質量モル濃度は(C)mol/kgである。

解答.硫酸1L(1000cm3)あたりで考えていきましょう。その質量は1000cm3×1.3g/cm3=1300g。この中に溶けている溶質(硫酸)の質量は質量パーセント濃度が60%なので1300×(60/100)=780g。硫酸のモル質量を98g/molなので

780g÷98g/mol=7.95≑8.0molよってモル濃度は8.0mol/L(B)である。

つぎに質量モル濃度を求めます。硫酸1L中の溶媒の質量(水)の質量は

1300ー780=520g=0.52kg。よって8.0mol÷0.52kg=15.4≑15mol/kg(C)

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