化学

「濃度」の計算が苦手な方へ!元研究員がわかりやすく解説

問題2 20gの食塩を400gの水に溶かしました。この食塩水の質量パーセント濃度を求めましょう。

解答

上の問題と違うのは溶媒(水)と溶質(食塩)の合計(=溶液)が400gなのか、溶媒(水)が400gなのかというところです。ここを見間違えて濃度の計算を間違えることがよくあります。このことに特に注意して問題文を読むことがコツです。

質量パーセント濃度(%)= 溶質の質量(g)÷ 溶液(溶質+溶媒)の質量(g)× 100

なので、20(g) ÷(20+400)(g) × 100

答えは 4.8% となります。

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質量パーセント濃度を求める公式を覚えておこう。しつこいが 質量パーセント濃度(%) = 溶質の質量(g) ÷ 溶液(溶質+溶媒)の質量(g) × 100 だ!

2.モル濃度について

溶液1Lに溶けている溶質の物質量(mol)を表したものをモル濃度といいます。モル濃度が分かれば、溶液の体積(L)から、その中に溶けている溶質の物質量(mol)が分かりますね。

2-1.モルとは

化学で出てくるモル(mol)という単位について、解説しましょう。

化学を学ぶ時に出てくる原子や分子は、目には見えないとても小さいものです。量をあらわしたくても、たくさん集めないと天秤の針が振れないほどものすごく軽いので、6.02×1023個集めて1molと呼ぼうと決めました。鉛筆を12本集めて1ダースと呼ぶのと同じです。

なぜ6.02×1023個を1moLにしたかというと、原子量の定義が関わってきます。原子量は質量数12の炭素原子(12C)の原子量を12と定義したものです。わざわざ質量数12の炭素と言っているのは、炭素には同位体(中性子数が違う原子)があり、質量数が違う炭素原子も存在しているためにこう言っています。

その基準になっている質量数12の炭素が12グラムあるときに、その中に含まれている炭素原子の個数が6.02×1023個だったことにより1molが6.02×1023個になりました。この6.02×1023をアボガドロ数と言います。

原子や分子やイオンを6.02×1023個集めて1mol(モル)と呼ぶのです。

2-2.モルと質量の関係性

原子や分子やイオンを6.02×1023個集めて1mol(モル)と呼ぶことは分かりました。

でも原子や分子を大量「個」集めてと言っても、よくわかりませんよね。そこで、よく使っていてイメージしやすい「g」との関係について触れたいと思います。

質量数12の炭素(12C)の原子量は12という事をお話しました。そこでもう一つ関係を覚えましょう。

原子量=1モル中に含まれる質量(g)

ということは、質量数12の炭素を1モル持ってきたとき、その質量は12gだということになります。さらに

分子量=1モル中に含まれる質量(g) です。

水(H2O )の分子量は H=1.0 O=16 より 1.0 × 2 + 16 = 18 なので、水1モル持ってきたときその質量は18gになります。

このモルと質量の関係は、濃度の計算を解く上で大変重要なので覚えておきましょう。

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原子量や分子量を求めるときの H=1.0 O=16 などの数字は、問題文に記載されるので覚えなくても大丈夫だぞ。必要な関係性や単位をきっちり覚えておこう。

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wing1982