溶液のモル濃度の求め方
mol/L(M)という単位で表現されるモル濃度とは、一般的に広く用いられている濃度の表示法で、溶液1リットル中に溶けている目的物質(溶質)のモル数のことです。その求め方は以下のように表されます。
(1リットルの溶液の重さ)x(純度) ÷ 分子量
[溶液の比重(g/mL) x 1,000(mL) x 純度(w/w%)/100 ÷ 分子量]
たとえば、2-メルカプトエタノール(HSCH2CH2OH)のモル濃度を求めてみましょう。必要な情報を整理すると以下のようになります。
- 比重(または密度)=1.114g/mL
- 純度(または含量)=100w/w%と仮定
- 分子量=78.13
この値を上の式にあてはめて計算するとモル濃度がわかります。
1.114 g/mL x 1,000mL x 100w/w%/100 ÷ 78.13 = 14.26mol/L
このように濃度を求めるには「比重(または密度)」「純度(または含量)」「分子量」の3点がわからなければなりません。
下表は、よく用いられる酸·塩基の濃度早見表です。酸・アルカリにおいては「中和滴定」の用途があり、「規定度(N)」もよく用いられます。
【よく用いられる酸・塩基の濃度早見表】
化合物 | 分子式 | 分子量 | 純度 (w/w%) |
比重 (20℃) |
濃度 (mol/L) |
当量 | 規定度 (N) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
塩酸 | HCl | 36.46 | 20% | 1.10 | 6.0 | 1 | 6.0 |
35% | 1.17 | 11.2 | 11.2 | ||||
硝酸 | HNO3 | 63.01 | 60% | 1.37 | 13.0 | 1 | 13.0 |
65% | 1.39 | 14.3 | 14.3 | ||||
70% | 1.41 | 15.7 | 15.7 | ||||
硫酸 | H2SO4 | 98.08 | 100% | 1.83 | 18.7 | 2 | 37.3 |
りん酸 | H3PO4 | 98.00 | 85% | 1.69 | 14.7 | 3 | 44.0 |
90% | 1.75 | 16.1 | 48.2 | ||||
酢酸 | CH3COOH | 60.05 | 100% | 1.05 | 17.5 | 1 | 17.5 |
過塩素酸 | HClO4 | 100.46 | 60% | 1.54 | 9.2 | 1 | 9.2 |
70% | 1.67 | 11.6 | 11.6 | ||||
過酸化水素水 | H2O2 | 34.01 | 30% | 1.11 | 9.8 | - | |
35% | 1.13 | 11.6 | |||||
アンモニア水 | NH3 | 17.03 | 25% | 0.91 | 13.4 | 1 | 13.4 |
28% | 0.90 | 14.8 | 14.8 |
【濃度表記と単位の早見表】
●溶液の濃度の表し方
表現形 | 解説 |
---|---|
重量百分率濃度 | 溶液100g中の溶質のg数。w/w%、wt%、単に%でも表す。多くの場合の濃度表示はこれである。 |
体積百分率濃度 | 溶液100mL中の溶質のmL数。v/v%で表す。ガス混合物や溶質が液体の時に用いる事がある。 |
重量対体積百分率濃度 | 溶液100mL中の溶質のg数。w/v%で表す。 |
規定度 | 溶液1L中の溶質のグラム当量数。Nで表す。容量分析で使用される。 |
体積比濃度 | 液体試薬を希釈する体積比で間接に表す濃度。JIS等で使用されている。 例:硫酸(1+2)→硫酸1 に対して水を2体積で希釈したものを示す。 |
重量比濃度 | 固体試薬を溶解する重量比で間接に表す濃度。JIS等で使用されている。 例:塩化ナトリウム(1+19)→ NaClの1に対し水19重量に溶解したものを示す。 |
モル濃度 | 溶液1L中の目的物質(溶質)のモル数。mol/L 、Mで表す。 |
●倍数を表す接頭語
大きさを表現 | 小ささを表現 | |||
---|---|---|---|---|
100 =102 | h(ヘクト) | 1/100 =10-2 | c(センチ) | %(パーセント) |
1000 =103 | k(キロ) | 1/1000 =10-3 | m(ミリ) | ‰(パーミリ) |
100万 =106 | M(メガ) | 1/100万 =10-6 | μ(マイクロ) | ppm(ピーピーエム) |
10億 =109 | G(ギガ) | 1/10億 =10-9 | n(ナノ) | ppb(ピーピービー) |
1兆 =1012 | T(テラ) | 1/1兆 =10-12 | p(ピコ) | ppt(ピーピーティー) |
1000兆 =1015 | p(ぺタ) | 1/1000兆 =10-15 | f(フェムト) | ppq(ピーピーキュー) |
●ppm換算表
ppb | ppm | % | mg/g | mg/L |
---|---|---|---|---|
1,000 | 1 | 0.0001 | 0.001 | 1 |
10,000 | 10 | 0.001 | 0.01 | 10 |
100,000 | 100 | 0.01 | 0.1 | 100 |
1,000,000 | 1,000 | 0.1 | 1 | 1,000 |
10,000,000 | 10,000 | 1 | 10 | 10,000 |
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