3つの定義
- モル濃度(M):溶液1 Lあたりの溶質の物質量。
- 質量モル濃度(mol/kg):溶媒1 kgあたりの溶質の物質量。
- 規定度(N):溶液1 Lあたりの溶質の当量。モル濃度 × 1モルあたりの当量数です。
計算例
硫酸H2SO4(98.08 g/mol)4.9 g、つまり0.050 molを溶かします。
- 溶液500 mLにすると:0.050 ÷ 0.500 L = 0.10 M。
- 硫酸は1分子あたりH+を2個出すので、同じ溶液は0.10 × 2 = 0.20 N。
- 代わりに水500 gに溶かすと:0.050 ÷ 0.500 kg = 0.10 mol/kg。
使い分け
モル濃度は実験室で日常的に使う単位で、メスフラスコで標線まで合わせ、体積をピペットで量ります。欠点は、体積が温度で変わるのでモル濃度も変わることです。
質量モル濃度は温度で変わらない質量を使います。凝固点降下や沸点上昇などの束一的性質や、温度範囲にわたる研究で使う単位です。薄い水溶液では、1 Lの溶液に約1 kgの水が含まれるので、モル濃度と質量モル濃度はほぼ等しくなります。
規定度は反応によって値が変わるため、IUPACは現在推奨していませんが、滴定ではまだよく使われます。1当量はH+(またはOH−、酸化還元反応では電子)を1モル与える・受け取る量で、HClやNaOHは1モルあたり1、H2SO4は2、H3PO4は最大3です。
パーセント濃度
パーセント溶液も濃度を表すよく使われる方法です。% w/vは溶液100 mLあたりのグラム数、% v/vは100 mLあたりのmL数、% w/wは100 gあたりのグラム数です。
計算ツール
質量モル濃度・規定度の計算は、化学式と質量から両方を求めます。モル濃度の計算は質量、体積、モル濃度を、パーセント溶液の計算はw/v、v/v、w/wを扱います。