溶液の濃度(溶解・質量パーセント濃度・モル濃度など)

この記事で学ぶこと

溶液の濃度

ここでは、”溶液“に関することを学びます。
溶液は、溶解と呼ばれる現象によって作られます。

キーワード

溶解：物質が液体に溶けて均一な液体(溶液)になること

また、溶解のときに溶ける物質のことを溶質、溶質を溶かす液体を溶媒と呼びます。

また、溶液の中でも溶媒が水であるものを水溶液と呼びます。

化学基礎では、濃度(溶液に溶質がどのくらい溶けているか)を2つ学びます。
「質量パーセント濃度」と「モル濃度」です。

質量パーセント濃度とは、溶液の質量に対する溶質の質量の割合です。
単位は％を使います。

$$質量パーセント濃度＝\frac{溶質の質量(g)}{溶液の質量(g)}×100$$
(溶液の質量＝溶質の質量＋溶媒の質量)

例題を使って、質量パーセント濃度を求めてみましょう。

例題

問：塩化ナトリウム20gを水180gに溶かしてできた塩化ナトリウム水溶液の質量パーセント濃度は何％か。

解答：タップで表示

溶質＝塩化ナトリウム、溶媒＝水、溶液＝塩化ナトリウム水溶液

溶液の質量＝溶質の質量＋溶媒の質量だから、
$質量パーセント濃度＝\frac{20(g)}{20(g)+180(g)}×100$ = 10%

モル濃度とは、溶液１Lあたり溶けている溶質の物質量(mol)です。
単位はmol/Lを使います。

$$モル濃度＝\frac{溶質の物質量(mol)}{溶液の体積(L)}$$

例題を使って、モル濃度を求めてみましょう。

例題

問：水酸化ナトリウム4.0gを水に溶かして500mLにした溶液のモル濃度は何mol/Lか。原子量：H＝1、O=16、Na=23とする。

解答：タップで表示

溶質＝水酸化ナトリウム、溶媒＝水（溶液＝水酸化ナトリウム水溶液）

水酸化ナトリウムNaOHのモル質量は23＋16＋1＝40だから、
溶質の物質量＝$\frac{4.0(g)}{40(g/mol)}$=0.1mol

したがって、
溶液のモル濃度＝$\frac{0.1(mol)}{0.5(L)}$＝0.2mol/L

どちらも溶質・溶液の値を扱いますが、使うものと意味が違います。
しっかりと理解して、濃度計算をできるようにしましょう。