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、単位体積溶液中の溶質物質量である。SI単位はmol m-3(モル毎立方メートル)であるが、実用的にはmol dm-3(モル毎立方デシメートル)やmol L-1(モル毎リットル)がよく用いられる。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して変化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 concentration = concentration)[2]のことである。

定義[編集]

モル濃度は単位体積の溶液中の溶質の物質量である。推奨される量記号は小文字のcである。

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

nは溶質の物質量[1]Nは体積Vの溶液中の溶質粒子の個数、N/V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ではこの濃度はmol m-3で表す。多くの文献では伝統的にmol dm-3やmol/dm3が用いられるが、これらはmol L-1に同じである。また、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。

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  • 2.00 mol/LのNaCl水溶液100 mLを調製することを考える。NaClのモル質量は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。約80 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、質量分率は(11.6 g)/(11.6 g + 100 g)×100 % = 10.4 %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]