この計算機でできること
このツールは、溶液のモル濃度(溶液1Lあたりの溶質のモル数)を質量パーセント濃度(溶液100gあたりの溶質のグラム数、% w/w)に変換します。換算には、もう2つの情報が必要です。溶質のモル質量と、出来上がった溶液の密度です。水溶液・非水溶液を問わず、あらゆる溶液に使える汎用的な化学換算ツールです。
使い方
モル濃度をmol/Lで、溶質のモル質量をg/molで、溶液の密度をg/mLでそれぞれ入力してください。計算機がすぐに質量パーセント濃度を表示します。希薄な水溶液では密度はほぼ1.0 g/mLですが、濃硫酸や濃塩基などはこれを大きく上回ることがあります。正確に求めるには、実測値または文献値の密度を使いましょう。
計算式の解説
両者の関係は次のとおりです。
$$\text{質量\%} = \frac{\text{M} \times \text{MW}}{10 \times \rho}$$
ここで、Mはモル濃度(mol/L)、MWはモル質量(g/mol)、\(\rho\)は密度(g/mL)です。分子の\(\text{M} \times \text{MW}\)は、溶液1L中に含まれる溶質のグラム数を表します。一方、密度に1000 mLを掛けると溶液1Lのグラム数が得られます。溶質のグラム数を溶液のグラム数で割り、100を掛けてパーセントにすると、結果として「\(10\rho\)で割る」という式に整理されます。
計算例
1 Mの塩化ナトリウム(NaCl、MW = 58.44 g/mol)で、溶液の密度を1.0 g/mLとした場合を考えます。$$\text{質量\%} = \frac{1 \times 58.44}{10 \times 1.0} = \frac{58.44}{10} = \mathbf{5.844\%}$$つまり、1モル濃度のNaCl溶液は、質量パーセントで約5.84%となります。
よくある質問
なぜ密度が必要なのですか? モル濃度は溶液の「体積あたり」の量であるのに対し、質量パーセント濃度は溶液の「質量あたり」の量です。密度は体積と質量を結びつける役割を果たすため、欠かせません。
密度の単位は何を使えばよいですか? グラム毎ミリリットル(g/mL)です。これはkg/Lと同じ値になります。純水は室温でおよそ1.0 g/mLです。
温度は影響しますか? はい。密度は温度によって変化するため、最も正確に求めるには、実際の作業温度における密度を使ってください。