溶液の濃度とモル濃度
カメレオン先生モル濃度は『1Lの中に何molの溶質が溶けているか』。体積はLに直してから使うよ。
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- モル濃度は、溶液1Lあたりに溶けている溶質の物質量(mol)で濃度(新しいタブで開きます)を表す値。単位はmol/L。
- モル濃度=溶質の物質量(mol)÷溶液の体積(L)。体積の単位をLにそろえてから計算する。
- 質量パーセント濃度は溶液の質量に対する溶質の質量の割合、モル濃度は溶液の体積に対する溶質の物質量の割合で、着目する量が違う。
詳しく
モル濃度の求め方
中学では、溶液全体の質量に対する溶質の質量の割合で表す質量パーセント濃度を学んだ。高校ではもう一つ、溶液の体積に注目した濃度の表し方を使う。
これをモル濃度といい、溶液1Lあたりに溶けている溶質の物質量(mol)で表す。式にすると、モル濃度(mol/L)=溶質の物質量(mol)÷溶液の体積(L)。
体積の単位に注意がいる。問題でmLで示されていても、1000で割ってLに直してから使う。溶質の質量が与えられたときは、モル質量(新しいタブで開きます)で割って先に物質量(mol)を求める。
例:モル濃度と物質量の計算
塩化ナトリウム0.20molを水に溶かして全体を2.0Lにした溶液のモル濃度は、0.20÷2.0=0.10mol/L。
1.0mol/Lの塩酸600mL(0.600L)の中に含まれる塩化水素(新しいタブで開きます)の物質量は、1.0×0.600=0.60mol。モル濃度×体積(L)で物質量が求まる。
水酸化ナトリウムNaOH(モル質量40g/mol)8.0gを水に溶かして全体を500mL(0.500L)とした溶液のモル濃度は、まず8.0÷40=0.20molを求め、0.20÷0.500=0.40mol/L。
なぜ体積に注目するのか
溶液をはかるとき、質量は電子てんびんで、体積はメスシリンダーやビュレットで測る。反応に使う溶液の体積が分かれば、モル濃度から溶質の物質量がすぐに求まるので、反応の計算に使いやすい。
質量パーセント濃度は、海水や食塩水のように溶質を質量で量る場面で使いやすい。一方モル濃度は、反応させる溶質の物質量をそろえたいときに向いている。どちらも同じ溶液の濃さを表す値だが、着目する量が違う。
モル濃度は溶液の体積をもとにしているため、温度が変わって溶液の体積が変化すると、同じ溶質の量でもモル濃度の値は変わる。質量パーセント濃度は質量どうしの比なので、温度が変わっても値は変わらない。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/solution-concentration-and-molarity/?from=print#quiz
塩化ナトリウム0.50molを水に溶かして全体を500mL(0.500L)にした溶液のモル濃度は何mol/Lか。
答え:____________
正解:1.0
モル濃度=溶質の物質量÷溶液の体積。0.50÷0.500=1.0mol/L。2.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液250mL(0.250L)中に含まれる水酸化ナトリウムの物質量は何molか。
答え:____________
正解:0.50
溶質の物質量=モル濃度(新しいタブで開きます)×溶液の体積。2.0×0.250=0.50mol。水酸化ナトリウムNaOH(モル質量40g/mol)4.0gを水に溶かして全体を200mL(0.200L)にした溶液のモル濃度は何mol/Lか。
答え:____________
正解:0.50
まず物質量を求める。4.0÷40=0.10mol。モル濃度=0.10÷0.200=0.50mol/L。質量パーセント濃度10%の食塩水100gに溶けている食塩の質量は何gか。
答え:____________
正解:10
質量パーセント濃度=溶質の質量÷溶液の質量×100。溶質の質量=100×10÷100=10g。
単元のポイント
- モル濃度 溶液1Lあたりに溶けている溶質の物質量(mol)。単位はmol/L
- 溶質の物質量 モル濃度×溶液の体積(L)で求まる
- 体積の単位 mLのままでは使えない。1000で割ってLに直してから計算する