この計算ツールでできること
このツールは、すでにある溶液を目標とする濃度まで薄めるために、どれくらいの水(または希釈液)を加えればよいかを求めます。希釈の基本原理、つまり「溶質の量は変わらず、全体の体積だけが増える」という考え方に基づいています。単位を統一して使えばどんな体積単位でも対応でき、濃度の単位(%、ppm、mg/mL)も、2つの濃度を同じ単位でそろえれば自由に使えます。
使い方
手元にある溶液の初期体積(V1)、初期濃度(C1)、そして希釈後に目指したい目標濃度(C2)を入力してください。加えるべき水の量と、希釈後の合計体積が表示されます。なお、C2はC1より低くなければなりません。水を加えて濃度を上げることはできないためです。
計算式の解説
希釈の基本となる式は \( C_1 \cdot V_1 = C_2 \cdot V_2 \) です。これを最終体積について解くと \( V_2 = V_1 \cdot (C_1/C_2) \) となります。加えるべき水の量は、最終体積と初期体積の差です。
$$V_{water} = V_1 \cdot \frac{C_1}{C_2} - V_1 = V_1 \cdot \frac{C_1 - C_2}{C_2}$$
溶質の質量は一定に保たれるため、もとの溶質(\( C_1 \cdot V_1 \))がより大きな体積へと広がり、濃度がC2まで下がる、というわけです。
計算例
70%のアルコール溶液が100 mLあり、これを10%にしたいとします。$$V_{water} = 100 \times \frac{70 - 10}{10} = \frac{100 \times 60}{10} = 600 \text{ mL}$$ の水が必要です。希釈後の体積は \( 100 + 600 = 700 \text{ mL} \) となり、\( 70\% \times 100 = 10\% \times 700 \) という関係がきちんと成り立っていることが確認できます。
よくある質問
どの単位を使えばよいですか? 統一されていれば、どの体積単位でも構いません(mL、L、ガロンなど)。答えはV1と同じ単位で返されます。
C2をC1より高く設定できますか? いいえ。水を加えても濃度は下がるだけです。その場合、加える水の量はゼロと表示されます。
ppmやモル濃度でも使えますか? はい。C1とC2を同じ単位で表していれば問題ありません。