濃度の換算 質量モル濃度

質問

高校２年の者です。

化学の宿題でわからない問題が、ありました。
なるべく、わかりやすく・詳しく教えてください。

それと、学校では先生の考えで、公式を使わずに問題を解いています。
なので、なるべく公式を使わないような解き方で教えてください。
でも、公式を使わなくては解けない問題がある場合は、公式の解き方でもいいので、教えてください。

わからなかった問題は、濃度の換算と、質量モル濃度です。

濃度の換算は、何をどうする問題で、問題で何をどう使えばいいか全然わからない状態です。

濃度の換算センチの問題は、２問あります。

(1)分子量160の化合物の溶液があり、この溶液は70,0％、　密度は、1，20ｇ/立方センチメートルであった。この、モル濃度を求めよ。

(2)分子量Ｍの物質x[ｇ]が溶けたｙ[ml]の溶液の密度はd[ｇ/立方センチメートル]であった。この溶液のモル濃度と、質量パーセント濃度を求めよ。

質量モル濃度の問題は3問あります。

次の溶液の質量モル濃度を求めよ。
(1)18gのグルコース(分子量180)を水に溶かして200gにした溶液。(有効数字2桁で求めよ)

(2)分子量Ｍの物質の、質量パーセント濃度ａ[％]の水溶液。

(3)塩化銅二水和物CuCl2・2H2O　85,5gを水を溶かした溶液。
ただし、CuCl2=18、H2O=18とし、少数題2位まで求めよ。

回答No.4

mudaoradora

補足

単位換算とは単位同士の掛け算と割り算のことです。
まず単純な数学を例にあげます。
たとえばx分のy(y/x)をｘ分のｚ(z/x)で割り算すると

y/x　÷　z/x = yx/zx　= y/z

ですよね。

単位も実は同じことができます。つまり
質量x[g]を分子量ｙ[g/mol]で割り算すると

x[g]　÷　y[g/mol] = x/y[g mol/g] = x/y[mol]

このように、物質量[mol]を求めることができます。

掛け算も同じです。

10[g/ml]　×　10[ml] =　100[g ml/ml] = 100[g]
意味は、1mlあたり10gの物質を10ml用意すると100gという計算です。

なんてことはない、やっていることは
実は小学校レベルの掛け算と割り算です。

単位の意味が分らなくなりやすい人のために例を挙げておきます。

73[g/mol] 　　　 1molで73gの重さである。
4.2[J/℃] 1℃温度を上げるのに4.2Jの熱エネルギーが必要である。
84[円/＄] 1＄で84円の価値である。

最後にcm3は立方センチメートルという意味で書きました。
ちなみにｃｍ3とｍｌは同じ意味の単位ですので
cm3をmlに直すことができます。

回答No.3

mudaoradora

三流(２.５流くらい？)理工系大学４年生です．
大学ではこういった計算は実験で多用しました．
(１)
こういう問題は単位とか言葉の定義が重要です．
求めたいのはモル濃度，モル濃度の単位は[mol/l]とか[mol/cm3]です．
単位体積中に，何モルの物質が含まれているかというのが定義です．

分子量の単位はg/mol．つまり１モル辺りの質量は何ｇかという定義．

密度はg/cm3ですよね．単位体積あたりの質量ｇです．

まず，求めたい物質の重量を出しましょう．
1.20g/cm　×　70％　＝　0.84g/cm3
元の物質の1cm3中に0.84g，求めたい物質が含まれているということです．

次は，求めたい物質の物質量(モル)を分子量で割って求めましょう．
0.84g/cm3　÷　160g/mol　＝　0.00525mol/cm3
この値は，元の物質の単位体積中に，目的の物質が
何モル含まれているかということを表しています
ところでこの単位，見覚えありませんか？そうです，モル濃度の単位です．
つまりこれが答えです．

(2)
この問題は，mlとcm3は同じ単位であると理解できていて，
上の問題のように単位換算がしっかり出来れば，解けるはずです．

(1)
この問題は簡単だと思います．
18g ÷　180g/mol　＝　0.1mol
が200g中に溶けているのだから，あとは200gで割れば単位はmol/g，
つまり質量モル濃度になります．
(2)
g/molが分子量の単位です．
gは質量の単位なので，gが分子に来ている場合は
質量％濃度であるa%(つまりa/100)をかけましょう．
あとはその値の逆数を取れば
1/M(a/100)[mol/g]
(3)
問題がおかしいですね．
水の量が無限に多かったらy溶液の重さがどんどん重くなるので
溶液の濃度がゼロに近づいていきますよ．
逆に水が少なかったら濃度が高くなります．

これでは答えは出ません(たぶん)．

はじめの(2)だけ解いていませんが，解けるはずです．
解くのと，解説書くのがめんどくさかっただけです．

答えがあってるとも限らないので丸写しする際は自己責任でｗ
(つか答え書いてないのもあるし)
計算過程はたぶんあってると思います(たぶん)．
こういう計算は，単位を見ながら計算を組み立てるのがコツです．
あと，質量(g)を分子量(g/mol)で割れば物質量(mol)になるとか，
単位換算に慣れましょう(良く見ると単なる分数の割り算です)．
がんばれ！

回答No.2

gohtraw

済みません。訂正。
質量モル濃度の場合は溶質のモル数を「溶媒の」質量で割って下さい。

回答No.1

gohtraw

公式が必要なほど込み入った話ではなく、仮にあったとしてもそんなものを覚えるよりも基本の考え方をきちんと理解することのほうが重要です。記憶容量は他のことのために取っておきましょう。
　で、濃度を考えるときに重要なのは溶質の量と溶液の量です。これらが判れば濃度＝溶質の量÷溶液の量です（％にするために１００倍したりすることもありますが）。ただ量と一言でいってもモルだったり、質量だったり、体積だったりするので、これらの関係は押さえておかねばなりません。
　では一問目。
溶液の質量をＷ（ｇ）とすると、溶質の量は０．７Ｗ（ｇ）で、モルに直すと０．７Ｗ÷１６０（モル）です。一方、この溶液の比重は１，２ｇ／ｃｍ＾３なので体積はＷ÷１．２（ｃｍ＾３）＝Ｗ÷１２００（Ｌ）となります。あとは溶質のモル数を溶液の体積で割るだけ。
　あとの問題も上記のポイントに従えば解けます。頑張って下さい。

お礼

ありがとうございます。

ポイントを押さえて、頑張って解いてみます。