化学は、溶液と混合物を多く扱う科学です。あるものがどれだけ溶液に混入されているかを知ることは重要なことです。化学者は、溶液または混合物の濃度を決定することによってこれを測定します。
濃度の議論では、溶質、溶媒、溶液の 3 つの用語を定義する必要があります。
溶質 ：溶液に加えた溶解物質。
溶剤 ：溶質を溶かす液体。
解決策 :溶質と溶媒の組み合わせ。
これら 3 つの用語の関係は、さまざまな濃度単位で表されます。使用する単位は、実験でソリューションをどのように使用するかによって異なります。一般的な単位には、モル濃度、モル濃度、および正規性が含まれます。その他は、質量パーセント、モル分率、形式、体積パーセントです。各単位について、いつ使用するか、単位の計算に必要な式について説明しています。
モル濃度
モル濃度は、最も一般的な濃度単位です。これは、1 リットルの溶液に含まれる溶質のモル数の尺度です。モル濃度の測定値は、大文字の M で示され、単位はモル/リットルです。
モル濃度 (M) の式は
これは、1リットルの溶液を作るために液体に溶解した溶質のモル数を示しています。既知の量の溶液が得られるというだけで、溶媒の量は不明であることに注意してください。
1 M 溶液には、溶液 1 リットルあたり 1 モルの溶質があります。 100 mL には 0.1 モル、2L には 2 モルなどがあります。
モル濃度の例の問題
モラル
モル濃度は、一般的に使用される別の濃度単位です。モル濃度とは異なり、モル濃度は溶液を作るために使用される溶媒に関係します。
モル濃度は、溶媒 1 キログラムあたりに溶解した溶質のモル数の尺度です。この単位は小文字の m で表されます。
モル濃度 (m) の式は
モル濃度は、温度が反応の一部である場合に使用されます。温度が変化すると、溶液の体積が変化することがあります。濃度が溶媒の質量に基づいている場合、これらの変化は無視できます。
モラルの例題
正常性
規定度は、酸塩基および電気化学溶液でより頻繁に見られる濃度単位です。これは、mol/L 単位の大文字 L で表されます。正規性は、溶液の化学的に活性な部分に関係しています。たとえば、塩酸 (HCl) 酸と硫酸 (H2 SO4 ）酸。 HCl の 1 M 溶液には 1 モルの H イオンと 1 モルの Cl イオンが含まれ、H
この数値は、式を使用して解の正規性を計算するために使用されます
同等の単位を追加したモル濃度方程式と本質的に同じであることに注意してください。
この例では、HCl の 1 M 溶液は、H と Cl の両方で 1 N の規定度を持ち、1 M H2 SO4 H の場合は 2 N、SO4 の場合は 1 N の正規性があります。 .
質量パーセント、100 万分の 1、10 億分の 1
質量パーセントまたは質量パーセント組成は、溶液または混合物の一部の質量によるパーセント組成を示す測定値です。ほとんどの場合、% 記号で表されます。
質量パーセントの式は
ここで、A は必要な部分であり、合計は溶液または混合物の総質量です。すべての質量パーセント部分を合計すると、100% になるはずです。
質量パーセントの例
質量パーセントを 100 分の 1 と考えると、100 万分の 1 (ppm) と 10 億分の 1 (ppb) の単位に飛躍することができます。これらの 2 つの単位は、溶質の濃度が測定された体積に比べて非常に小さい場合に使用されます。
100 万分の 1 の式は
そして10億分の1
mass% とこれらの 2 つの方程式の類似性に注意してください。
ボリューム パーセント
体積パーセントは、2 つの液体を混合するときに使用される濃度単位です。 2 つの異なる液体を一緒に注ぐ場合、新しい合計量は最初の量の合計と等しくない場合があります。体積パーセントは、総体積に対する溶質液体の比率を示すために使用されます。
この式は質量パーセントに非常に似ていますが、質量の代わりに体積を使用します。ボリュームA 溶質液体の体積と体積TOTAL は混合物の総体積です。
余談ですが、アルコールと水の v/v % 測定値は、プルーフとして知られる単位で市販されています。証明は、飲料中のエタノールの v/v % 測定値の 2 倍です。
モル分率
モル分率は、溶液中に存在する全モル数に対する、溶液の単一成分のモル数の比率です。
モル分率は、気体または固体の混合物を議論するときによく使用されますが、液体でも使用できます。モル分率は、ギリシャ文字のカイ、χ で表されます。モル分率を計算する式は
格式
形式はあまり一般的ではない集中単位です。式のモル濃度と同じ定義を持っているようです:
形式とモル濃度の唯一の違いが文字 F と M であることに注意してください。違いは、形式が溶液に追加された後に溶質に何が起こるかを無視することです。たとえば、1 モルの NaCl を 1 リットルの水に加えると、ほとんどの人は 1 M の NaCl 溶液があると言うでしょう。あなたが実際に持っているのは、Na と Cl イオンの 1 M 溶液です。形式は、溶液中の溶質に何が起こるかが重要な場合に使用されます。上記の溶液は NaCl の 1 F 溶液です。
水中の砂糖など、溶質が解離しない溶液では、モル濃度と形式は同じです。
