この計算ツールでできること
このツールは、溶液の質量パーセント濃度(% w/w)をモル濃度(mol/L、リットルあたりのモル数)に換算します。塩酸・硫酸・アンモニア・過酸化水素などの濃厚試薬の多くは、モル濃度ではなく質量パーセントと密度で表示・販売されています。そのため、正確な実験操作や希釈を行うには、この換算が欠かせません。
計算式の解説
換算には次の式を使います。
$$M = \frac{10 \times \text{Concentration (\% w/w)} \times \text{Density (g/mL)}}{\text{Molar Mass (g/mol)}}$$
係数「10」は単位換算から生じます。密度(g/mL)に 1000 mL/L を掛けると 1 リットルあたりのグラム数になり、質量パーセントを 100 で割ると質量分率になります。この 1000 ÷ 100 が「10」です。質量分率に密度を掛けると、溶液 1 リットルあたりの溶質のグラム数が得られ、それをモル質量で割ると質量がモル数に変換されます。
使い方
3 つの値を入力します。質量パーセント濃度(% w/w)、溶液の密度(g/mL)、溶質のモル質量(g/mol)です。これらを入力すると、モル濃度(mol/L)が表示されます。
計算例
濃塩酸は一般に 37% w/w で、密度は 1.18 g/mL です。HCl のモル質量は 36.46 g/mol です。
$$M = \frac{10 \times 37 \times 1.18}{36.46} = \frac{436.6}{36.46} \approx 11.97 \ \text{mol/L}$$となり、濃塩酸でよく知られる「約 12 M」という値が得られます。
よくある質問
% w/w とは何ですか? 質量パーセント(% w/w)は、溶液 100 g 中に含まれる溶質のグラム数を表します。体積を基準とする濃度とは異なり、温度の影響を受けないのが特徴です。
なぜ密度が必要なのですか? 質量パーセントは溶質の質量を溶液の質量と関連づけますが、モル濃度は体積 1 リットルあたりで表します。密度が質量と体積を結びつける橋渡しの役割を果たします。
モル質量はどこで調べればよいですか? 化合物の化学式に含まれるすべての原子の原子量を合計するか、その薬品の安全データシート(SDS)で確認できます。