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化学溶液の濃度を計算する方法

濃度 化学溶液の量とは、溶媒に溶解している溶質の量を指します。溶質を溶媒に加えられる固体と考えるのが一般的ですが (例:水に食卓塩を加える)、溶質は別の相に存在する可能性があります。溶質と溶媒が同じ相にある場合、溶媒は最大の割合で存在する物質です。たとえば、少量のエタノールを水に加えると、エタノールが溶質、水が溶媒になります。大量のエタノールに少量の水を加えると、水が溶質になります。

濃度の単位

溶質と溶媒が特定されたら、溶液の濃度を決定できます。集中力を表現する方法はいくつかあります。最も一般的な単位は質量パーセント組成です 、モル分率モル濃度道徳 、または正常 .

質量によるパーセント組成 (%)

これは、溶質の質量を溶液の質量 (溶質の質量と溶媒の質量の和) で割り、100 を掛けたものです。

例:
20 g の塩を含む 100 g の塩溶液の質量パーセント組成を決定します。

20 g NaCl / 100 g 溶液 x 100 =20% NaCl 溶液

モル分数 (X)

モル分率は、化合物のモル数を溶液中のすべての化学種の総モル数で割ったものです。溶液中のすべてのモル分率の合計は 1 に等しくなければなりません。

例:
92 g のグリセロールを 90 g の水と混合したときに形成される溶液の成分のモル分率は? (水の分子量 =18; グリセロールの分子量 =92)

水 90 g =90 g x 1 mol / 18 g =水 5 mol
92 g グリセロール =92 g x 1 mol / 92 g =1 mol グリセロール
総モル =5 + 1 =6 モル
x =5 モル / 6 モル =0.833
x グリセロール =1 モル / 6 モル =0.167

モル分率の合計が 1 になることを確認して、数学をチェックすることをお勧めします。
x + xグリセロール =.833 + 0.167 =1.000

モル濃度 (M)

モル濃度は、おそらく最も一般的に使用される濃度の単位です。これは、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数です (溶媒の体積ではありません)。

例:
CaCl2 11 g に水を加えたときの溶液のモル濃度は? 100 mL の溶液を作るには?

CaCl2 11g / (110 g CaCl2 / mol CaCl2 ) =0.10 mol CaCl2
100mL×1L/1000mL=0.10L
モル濃度 =0.10 mol / 0.10 L
モル濃度 =1.0 M

モラリティ (m)

モル濃度は、溶媒 1 キログラムあたりの溶質のモル数です。 25 °C での水の密度は 1 リットルあたり約 1 キログラムであるため、モル濃度はこの温度での希薄水溶液のモル濃度とほぼ等しくなります。これは有用な概算ですが、これは概算にすぎず、溶液が異なる温度にある場合、希釈されていない場合、または水以外の溶媒を使用している場合には当てはまらないことに注意してください.

例:
500gの水に10gのNaOHを溶かした溶液のモル濃度は?

10 g NaOH / (4 g NaOH / 1 mol NaOH) =0.25 mol NaOH
水 500 g x 1 kg / 1000 g =水 0.50 kg
モル濃度 =0.25 mol / 0.50 kg
モル濃度 =0.05 M/kg
モル濃度 =0.50 m

正常性 (N)

正規性はグラム当量に等しい 溶液 1 リットルあたりの溶質の量。グラム当量または当量は、特定の分子の反応能力の尺度です。正常性は、反応に依存する唯一の濃度単位です。

例:
1M 硫酸 (H2 SO4 ) は、硫酸の各モルが 2 モルの H イオンを提供するため、酸塩基反応では 2 N です。一方、1 M 硫酸は、1 モルの硫酸が 1 モルの硫酸イオンを提供するため、硫酸塩沈殿の 1 N です。

希釈液を作る

薄める 溶液に溶媒を加えるたびに、溶液になります。溶媒を追加すると、溶液の濃度が低くなります。次の式を適用して、希釈後の溶液の濃度を計算できます:

Mi Vi =Mf Vf

ここで、M はモル濃度、V は体積、添え字 i と f は初期値と最終値を表します。

例:
300 mL の 1.2 M NaOH を調製するには、何ミリリットルの 5.5 M NaOH が必要ですか?

解決:
5.5M×V1 =1.2M×0.3L
V1 =1.2M×0.3L / 5.5M
V1 =0.065L
V1 =65mL

したがって、1.2 M NaOH 溶液を調製するには、65 mL の 5.5 M NaOH を容器に注ぎ、水を加えて最終容量を 300 mL にします。


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