モル濃度は、化学者が溶液の濃度を測定する方法であり、化学反応を計算したり、化学溶液を扱ったりするときに濃度を相互に関連付けることができます。濃度とは、化学者が一定量の溶液に溶解する物質の量を表すために使用するものです。
モル濃度は、溶液内のモル数を指し、化学反応物が整数比で結合する場合、それらの体積はモルで表されます。簡単な例として、水の化学式はH2Oです。 2 モルの水は 1 モルの酸素と結合して、2H2 + O2、つまり 2 モルの H2O を生成できます。
溶液と混合物の
化学を学ぶとき、純物質を扱うことがよくあります。しかし現実の世界では、多くの物質はさまざまな化学物質の混合物です。これらの化合物は、2 つの異なるカテゴリと呼ばれます。異なる物質が一緒に混合され、サンプル全体で均一な混合物が生成される場合、それは均質混合物と呼ばれます。対照的に、異種混合物は、混合物の異なる領域で組成が異なる混合物です。
均質な混合物は溶液とも呼ばれます。ソリューションは、気体、液体、または固体のさまざまな段階にある可能性があります。化学者は、多くの場合、特定の溶液内の化学物質または化合物の量を決定できる必要があります。これは、その化学物質または化合物の濃度と呼ばれます。
物質の 1 モルは、6.022 x (10^23) に等しい分子または原子の数として定義されます。これはアボガドロ数として知られています。アボガドロ数は、炭素同位体である C12 12 g 内にある原子の数に基づいています。アボガドロ数は、化学者がさまざまな化合物の 1 モルのさまざまな重量を簡単に関連付けることができるため、化学者にとって非常に役立ちます。
「アボガドロ数」という用語は、フランスの物理学者 (ジャン・バティスト・ペラン) が、物質中の粒子の数に関する彼 (ペラン) の推定に関連して使用しました。アボガドロ自身は、物理学と数学に強い関心を持つ弁護士であり、最終的にイタリアで最初の物理学の教授になりました。ヨーゼフ・ロシュミットは、特定量の物質に含まれる粒子の数を推定した最初の人物です。
ある時点で、化学者は溶液の濃度を、溶質の重量を体積で割ったものとして頻繁に定義していました。しかし、その一貫性と変換の容易さから、モルは濃度を表す最も一般的な方法です。溶液の濃度 (モル濃度) を求めるには、次の式を使用します:
濃度 =モル数/体積.
モル濃度の単位は「立方デシメートルあたりのモル数」として与えられ、通常は「M」で表されます。また、mol dm^-3 と表記されることもよくあります。リットルは立方デシメートルと同じで、濃度がモル/リットルまたはモル^-1で表示される場合があります。
溶質対。溶剤
溶液のモル濃度に関して言えば、溶液の最大の割合を占める化合物は溶媒として知られています。溶媒と混合された化学物質はすべて、溶質と呼ばれます。溶質は、固体、液体、または気体のいずれかです。一例として、雰囲気は約 78% の窒素であり、溶媒になります。一方、約 21% の酸素と 1% の二酸化炭素およびその他のガスです。これらの他のガスは溶質です。
特定の溶質の濃度またはモル濃度には、次の定義があります:特定の溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数。
別の言い方をすれば、モル濃度 =mol 溶質/溶液の L です。溶液のモル濃度には単位があります。これらの単位はモル/リットルで表され、通常は単に「M」と省略されます。溶質のモル濃度は、[Cl-] のように、溶質の化学式を括弧で囲むことがよくあります。 [Cl-] は、溶液中の塩化物イオンの数です。溶液のモル濃度を知ることで、化学者は溶質のモル (質量) と溶液の体積を変換できます。
例
要約すると、物質のモル濃度またはモル濃度は、1 リットルの溶液に溶解したときのその物質内のモル数です。
具体的な例をいくつか見てみましょう:
2.5 リットルの溶液に 100 グラムの塩化ナトリウムを溶かした溶液があり、その溶液のモル濃度を知りたい場合、塩化ナトリウムの「式の量」を決定することから始めることができます。
化学式の量は、元素の原子量を合計して計算されます。塩化ナトリウムは NaCl であるため、その元素の原子量を合わせると、35.45 + 22.99 =58.44 になります。したがって、1 モルあたり 58.44g の NaCl が存在します。
1 モルあたりの NaCl の量がわかっていれば、100 グラムの NaCl のモル数は、式の重さを使用して 100 g の NaCl に分割するだけで簡単に求めることができます。この計算を行うと、約 1.71 モルの NaCl が得られます。
溶液のモル濃度は簡単に計算できます。NaCl モルの量を溶液の体積で割るだけです。1.71 モルの NaCl を 2.5 リットルの溶液で割ると、0.684 モル濃度になります。
別の例:
2.355g の硫酸を水に溶かした溶液のモル濃度を求める方法を次に示します。溶液の総量は 50.0 mL です。
硫酸はH2SO4なので、硫酸の分子量を決定することにより、溶質の質量をモルに変換することから始めましょう.硫酸の分子量は 98.08 g/mol です。
2.355 グラムの H2SO4 に 1 mol/98.08 を掛けます。これにより、0.02401 mol の H2SO4 が得られます。
溶液のモル濃度の計算を完了するには、溶液の総体積と硫酸のモル数を数式に入れてモル濃度を求める必要があります。
式:モル溶質/ソリューションの L =H2SO4。 0.02401 mol/0.050 L =0.48 M.
まとめ:
- 均質な混合物とは、組成が均一な混合物で、溶液とも呼ばれます。
- 不均一な混合物は組成が不均一です。
- 溶質は混合物の少量を表す化学物質であり、溶媒は混合物の最大量を構成する化学物質です。
- モル濃度は次の式で決定されます:モル濃度 =mol 溶質/溶液の L。
