溶液の濃度を定量化するために使用される最も一般的な尺度の 1 つは、モル濃度 (M) です。これは、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数 (モル/リットル) を示します。
モル濃度は、溶媒の体積または溶質の量を決定するために使用できる測定単位です。
式 C1V1 =C2V2、
ここで、c は濃度、V は体積で、同じモル数の溶質を含む 2 つの溶液間の関係を表すために使用できます。
- 希釈とは、溶液に溶媒を追加して溶液の濃度を下げるプロセスです。
- SI 単位は、科学で広く使用されているメートル法の新しいバージョンです。
- モル濃度:溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数。溶液中の化学物質の濃度を表します。
パーセンテージで表される溶液中の溶質の量。
化学では、溶液のモル濃度 (M) は、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数であり、その濃度を表すために一般的に使用されます。モル濃度 (ci) は、以下の総体積 (V) による溶質 (ni) のモル数によって導き出されます。
ci =ni / V
Mol/m3 は、モル濃度の SI 単位です。一方、Mol/L は、モル濃度のより一般的に使用される単位です。 1 モル、または 1 M は、溶液 1 リットルあたり 1 モルの溶質を含む溶液です (1 mol/L)。次の式を使用して、mol/L を mol/m3 に変換できます。
1 mol/L =1 mol/dm3 =1 mol dm-3 =1 M =1000 mol/m3
モル計算
溶質のモル数は、溶液のモル濃度を決定するために生成された溶液の合計リットルで割る必要があります。溶質の量がグラム単位で与えられている場合、最初に溶質のモル質量を使用して溶質のモル数を決定し、次にモル数と総体積を使用してモル濃度を取得する必要があります。
モル濃度とモルを使用して体積を計算する
溶液のモル濃度を考えると、指定された質量をグラム単位で達成するために必要な体積を決定することもできます。これは、天秤にかけるのが難しい特定の溶質に役立ちます。たとえば、ジボラン (B2H6) は有用な有機合成反応物ですが、非常に有毒で可燃性でもあります。ジボランをテトラヒドロフランに溶解すると、使用と輸送がより安全になります (THF)。
4.0 g の BH3 を得るには、3.0 M BH3-THF 溶液は何ミリリットル必要ですか?
まず、質量を分子量で割り、BH3 のグラム数をモル数に変換します。
4.0 g BH3 / 13.84g モル-1 BH3 =0.29 モル BH3
これと規定のモル濃度 (3.0 M) を使用して、0.29 モルの BH3 が必要であることがわかったら、4.0 g を得るのに必要な量を決定できます。
ci=に/V
3.0 M=0.29moles BH3 / V
V=0.1L
0.1 L に 4.0 g の BH3 があることがわかったので、4.0 g の BH3 を得るには 100 mL の溶液が必要であると計算できます。
希釈
希釈とは、溶媒を追加して溶液中の溶質の濃度を下げるプロセスです。式 C1V1 =C2V2 はこの関係を表し、c1 と c2 は初期濃度と最終濃度を表し、V1 と V2 は溶液の初期体積と最終体積を表します。
例
科学者は 5.0 M 塩酸 (HCl) 溶液を手元に持っていますが、彼の新しい実験では 150.0 mL の 2.0 M HCl が必要です。 150.0 mL の 2.0 M HCl を作るために、科学者はどのくらいの量の水とどのくらいの 5.0 M HCl を使用する必要がありますか?
C1V1 =C2V2
5.0 M HCl である初期溶液の濃度と体積は、c1 と V1 です。目的の溶液、または 150.0 mL の 2.0 M HCl 溶液の濃度と体積は、c2 と V2 です。計算の両側でミリリットルが使用されるため、まだ体積をリットルに変換する必要はありません。したがって:
(5.0 M HCl) (V1) =(2.0 M HCl) (150.0 mL)
V1 =5.0 M HCl 60.0 mL
5.0 M HCl 60.0 mL を使用して目的の溶液を生成する場合、適切なモル濃度と体積に希釈するために必要な水の量は次のように計算できます。
150.0 ミリリットル – 60.0 ミリリットル =90.0 ミリリットル
150.0 mL の 2.0 M HCl を作るには、科学者は 60.0 mL の 5.0 M HCl と 90.0 mL の水を必要とします。
結論
溶液の濃度を定量化するために使用される最も一般的な尺度の 1 つはモル濃度 (M) です。これは、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数 (モル/リットル) を示します。モル濃度は、溶媒の体積または溶質の量を決定するために使用できる測定単位です。
