何故、重量体積パーセント(%(w/v))が必要か

質問

ネットで、次のことは分かりました。
(1)重量パーセント(%(w/w))
(2)重量体積パーセント(%(w/v))
(3)体積パーセント(%(v/v))
重量パーセント(%(w/w))と体積パーセント(%(v/v))は、分かります。
分からないのは、重量体積パーセント(%(w/v))です。
何故、どのような場合に、重量体積パーセント(%(w/v))が必要なのか、どのような意味を持っているのか
お教え下さい。

回答No.2

deshabari-haijo · ベストアンサー

ANo.1の補足です。

(1)の場合に、「濃度10%の食塩水100g」中に含まれる食塩の重量は10gであって、計算するまでもないとの反論があるかもしてませんが、この見方を変えて、「10gの食塩を水に溶かして濃度10%の食塩水を作る。水はどれだけ必要か」とすると、食塩水の重量は10÷10/100=100gであるから、必要な水の重量は100-10=90g（体積は90ml）になります。
また、「15gの食塩を水に溶かして濃度15%の食塩水を作る。水はどれだけ必要か」とすると、食塩水の重量は15÷15/100=100gであるから、必要な水の重量は100-15=85g（体積は85ml）になるので、食塩水の重量を100g（一定）としても、食塩の重量（濃度）が変われば、必要な水の重量（体積）も変わります。

これに対して、(2)の場合には、食塩の重量（濃度）が変わっても、必要な水の体積は100ml（一定）であるとします。

補足

ありがとうございました。
一つお教えいただけませんか?
>そして、食塩0.9gが微量であり、これを水100mlに溶かすことによる水の体積変化が無視できるので、食塩0.9gの0.9という数値がそのまま濃度を表す数値になるというメリット（分かりやすさ）があります。<
と記載されていました。
つまり、「食塩0.9gが微量なので・・・水の体積変化が無視できる・・・」とのことです。

ということは、%(w/v)は、溶かす物質の重量が、水などの溶媒の容量に対して極めて『微量』であるために水などの溶媒の体積変化が無視できるような場合に使用されるのが通常の使用方法である、と考えよいでしょうか?

回答No.4

deshabari-haijo

ANo.1とANo.2の回答者です。

補足にある通りの考え方でいいと思います。
なお、現実的には、「生理食塩水の作り方を分かりやすく説明するためのもの」という程度の理解でいいと思います。
既にANo.1で触れたように、自分も「生理食塩水」以外で「重量体積パーセント(%(w/v))」が用いられている例を知りません。

お礼

ありがとうございました。

回答No.3

c80s3xxx

その疑問はもっともであって，合理的な答は存在しない．
そもそも，%の意味からしてw/v%というのは単なる誤用なのだが，これが習慣上根付いてしまっただけで，それ以上でもそれ以下でもない．
なお，v/v%も少なくとも溶液については物理化学的な意味の不明な量である．体積には加成性がないからである．
いずれにしても，これらはある配合比を記述する，作業的に測りやすいものでとった，その結果の数値であるという以上のことを考えてもしょうがない，と割切った方がよい．作業現場ではともかく，理論化学的には意味をなさないと思ってよい．

回答No.1

deshabari-haijo

分子が共にwとなる(1)と(2)を比較してみます。

食塩水の一般的な濃度は(1)を用い、例えば「濃度10%の食塩水100g」は、食塩水100g中に食塩を100×10/100=10g含んでいるので、水の重量は100-10=90gになります。
では、この水90gをどのように計量するかを考えると、普通はメスシリンダーなどで水90mlを計量し、水の密度を1g/mlとして、水90mlの重量を90gとします。
これを、秤に重量xgのビーカーを載せ、その中に水を注いで、全体の重量が(x+90)gになったときの水の重量が90gであるとはしません。
つまり、「初めに体積ありき」という考え方です。

これに対して、(2)が用いられる例は参考URLにある「生理食塩水」しか知りませんが、この「生理食塩水」は水100ml当たり食塩を0.9g含んでいます。
そして、食塩0.9gが微量であり、これを水100mlに溶かすことによる水の体積変化が無視できるので、食塩0.9gの0.9という数値がそのまま濃度を表す数値になるというメリット（分かりやすさ）があります。
言い換えると、「水（溶媒）の体積≒生理食塩水（溶液）の体積」になります。
なお、濃度計算式は、0.9/100×100=0.9(%(w/v))です。

ここで参考までに、同じく水100ml（100g）に食塩を0.9g溶かした場合の(1)の濃度を考えてみます。
0.9/(100+0.9)×100≒0.89197(%(w/w))
この結果から、どこまで四捨五入するかによって、分母の0.9gが無視できるかどうかは微妙なところです。
つまり、体積変化の無視と重量変化の無視は、異質であるということです。

参考URL：

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%90%86%E9%A3%9F%E5%A1%A9%E6%B0%B4