モル濃度と密度は、本質的に同じことを表現する別の方法です。密度は、固体、液体、または気体の質量をその体積で割ったものですが、モル濃度は、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数です。化合物のモルは、その構成原子のグラム単位の原子質量であり、リットルは体積の尺度であるため、モル濃度は密度の尺度でもあります。化学者は、理想気体の法則などの多くの方程式をより広い状況に適用できるようにするため、モル濃度を使用することを好みます。ただし、すべての量が密度の単位である場合は、一部の計算が簡単になります。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
モル濃度は、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数です。モル数に化合物の分子量を掛けて密度に変換します。 1 リットルあたりのグラム数に変換し、グラム単位の化合物の分子量で割ることにより、密度をモル濃度に変換します。
モルとモル濃度の定義
モルは、化学者が質量を測定するために使用する単位です。任意の化合物 1 モルは、アボガドロ数 (6.02 x 10) の粒子である 12 グラムの炭素 12 とまったく同じ数の粒子を持っています。化合物の同じ数の粒子の質量は、それを形成する原子の原子質量に依存します。例えば。水素ガスのモル (H2 ) の質量は 2.016 グラムです。これは、すべての水素同位体の平均原子質量が 1.008 AMU (原子質量単位) であるためです。同様に、1 モルのメタンガス (CH4 ) の質量は 16.043 グラムです。これは、天然に存在するすべての同位体を考慮すると、炭素の質量が 12.011 であるためです。
化学者はモル濃度を使用して、溶液中の溶質の濃度を測定します。モル濃度 (M) は、溶液 1 リットル中の溶質のモル数です。塩化ナトリウム (NaCl) の分子量は (22.99 + 35.45) =58.44 AMU なので、1 リットルの水に 58.44 グラムの食卓塩を溶かすと、1 M (1 モル) の溶液になります。
モルから密度への変換
溶質のモル濃度は、その溶質の密度の尺度であり、一方から他方をかなり簡単に計算できます。 NaCl の 1 M 溶液の例を考えてみましょう。溶液 1 リットルあたり 58.44 グラムの NaCl が含まれているため、溶液中の NaCl の密度は 58.44 グラム/リットルです。代わりに 1.05 M NaCl 溶液がある場合は、単純にモル濃度に NaCl の分子量を掛けて、1 リットルあたりのグラム数で密度を求めます:(1.05 * 58.44) =61.32 g/l.通常、結果に 10 を掛けて密度をグラム/ミリリットルに変換すると、計算が簡単になります。したがって、58.44 g/l は 0.05844 g/ml になり、61.32 g/l は 0.06132 g/ml になります。
Converting Density to Molarity
溶液中の溶質の密度をモル濃度に変換する逆の手順は難しくありません。溶質の密度をグラム/リットルに変換し、その結果を溶質の分子量で割ります。たとえば、塩化ナトリウムの密度が 0.036 g/ml の溶液を考えてみましょう。 10 を掛けて g/l =36 g/l に変換します。 NaCl の分子量 (58.44 g) で割ります:36 g/l ÷ 58.44 g/mole =6.16 mol/l =0.62 M.
