モル濃度

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化学においてモル濃度(モルのうど、Molar concentration)とは、濃度を表す方式の一つで、溶液1 L中の溶質をそのモル数を使って表したものである。単位は[mol/L]。化学生化学などでよく用いられる濃度表示法であるが、ほとんどの溶液の体積が熱膨張の影響で温度に依存するため熱力学では使われにくい。しかし、この問題は温度補正係数や重量モル濃度など温度が影響しない方法をとることにより解決される[1]

直近の国際機関JCGM 200:2012 (VIM3) の用語に従えば、これは、物質量濃度(amount of substance concentration = amount of concentration = substance concentration = concentration 濃度)[2]のことである。

定義[編集]

モル濃度は一般に1 L中の溶質のモル数である。広義には、単位体積あたりの物質量もしくは利用できる単位体積で定義し、小文字のcで表す。

c = \frac{n}{V} = \frac{N}{N_{\rm A}\,V} = \frac{C}{N_{\rm A}}

nは溶質のモル数[1]Nは体積V中の分子の個数、N/V個数濃度Cで、NAアボガドロ定数である。

単位[編集]

読み 単位 濃度
ミリモーラー mM 10-3 M
マイクロモーラー μM 10-6 M
ナノモーラー nM 10-9 M
ピコモーラー pM 10-12 M
フェムトモーラー fM 10-15 M
アトモーラー aM 10-18 M
ゼプトモーラー zM 10-21 M
ヨクトモーラー yM[3] 10-24 M
(1.6 L中に1分子)

SI単位系ではこの濃度は[mol/m3]で表す。多くの文献では伝統的に[mol/dm3]や [mol dm-3]が用いられるが、これらは[mol/L]に同じである。また、頭文字をとって大文字で[M](モーラー(Molar)と読む)とも書かれ、しばしばSI接頭辞とともに使用される。

mol/m3 = 10-3 mol/dm3 = 10-3 mol/L = 10-3 M = 1 mM

mMは10-3 mol/L 、μMは10-6 mol/Lを意味する。その他は右表にまとめている。

[編集]

  • 2.00 mol/LのNaCl水溶液100 mLを調製することを考える。NaClの式量は58.0 g/molとすると、NaClは、2.00 mol/L×(58 g/mol)×(100 mL/1000 mL) = 11.6 g必要となる。~80.0 mLの水にNaClを溶解させ、100mLになるまで水をつぎ足すことにより2 mol/LのNaCl水溶液100 mLができる。
  • 100 mLの水に11.6 gのNaClが溶解しているとする。水の密度は約1 g/mLであるので、質量パーセント濃度は(11.6 g)/(11.6 g + 100 g)×100 wt% = 10.4 wt%である。溶液の密度は1.07 g/mLであり、その体積は(11.6 g + 100 g)/(1.07 g/ml) = 104.3 mLである。したがってNaClのモル濃度は(11.6 g)/(58 g/mol)/(104.3 ml)×1000 = 1.92 Mとなる。

脚注[編集]

  1. ^ a b Kaufman, Myron (2002). Principles of thermodynamics. CRC Press. p. 213. ISBN 0-8247-0692-7 
  2. ^ International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM) 3rd edition
  3. ^ David Bradley. “How low can you go? The Y to Y”. 2009年6月13日閲覧。

関連項目[編集]