基礎的ですが、濃度について

Question

質量％濃度は、溶液の質量に対する溶質の質量の百分率ですよね？

そこで溶液と溶質との単位が違う場合がどうもこんがらがってきてしまいました・・・。

例えば、
1.1％のＮａＣｌ溶液５mlを20mlでフィルアップしました。
というとき、溶液は4倍希釈されて0.275％になりますよね。
それで、この溶液に含まれているＮａＣｌは何ｇですかって時に、どうｇに直せばいいのですか？
単純に答えは0.055ｇ（でいいのだとは思うんですけど・・・）と出るのですが、なんだかひかかってしまいます。本当なら分子量も考慮していくのでしょうか・・・？
ちょっと変な質問をしてしまっているのかもしれませんが、どなたかこの疑問を晴らして下さいm(__)m

DASS · Accepted Answer

「質量％」でしたら、質量（グラムとかキログラム）の事だけを考えましょう。
お書きになっているとおり、「溶液の質量に対する、溶質の質量の百分率」で合ってます。

　しかし、いきなり「溶液５ml」と言われては、質量％濃度で考えることはできませんよね。
この場合、２つのことが考えられます。

１）密度が示されている場合
　　　問題文なりなんなりに、溶液の密度が示されていませんか？
　　　密度とは、「ｇ／ｍｌ」というやつです。
　　　この問題の場合、例えば、「1.1％NaCl溶液の密度を1.05g/mlとする」と書いてあれば、
　　　　　５ml　×　１．０５g/ml　＝　５．２５g
　　　となり、めでたく質量の単位に変えることができます。

２）濃度の薄い水溶液は、密度を１．００g/mlと考える
　　　この問題は、どうもこちらのような気がします。
　　　正確には「純度１００％の水４℃の密度を１．００g/mlとする」なのですが、計算結果に大した違いが無いときは、このように考えるようです。
　　　　５ml　×　１．００g/ml　＝　５ｇ
　　　ですので、こちらもめでたく質量になりました。
　　　この場合、１．１％NaCl溶液中のNaClの質量は、
　　　　（溶液の重さ）５g　×　（質量％濃度）１．１％　＝　０．０５５g（溶質の重さ）
　　　です。
　　　もちろん、水を２０ml加えてフィルアップしても、NaClの質量は変わりませんよね。
　　　なので答えは、０，０５５gで正しいのです。

　このように、「質量（g）」と「体積（ml)」を変換するには、「密度（g/ml)」が必要です。

なお、分子量は、「分子の数（mol、あるいは個）」と「重さ（g）」を変換するためのものです。
今回は、必要ありません。
必要があれば、また別の機会に解説させていただきます。

また、＃３のお礼で書かれている「２００gの溶質を１００mlの溶媒で溶かすと？」ですが・・・
２００g＋１００ml　なんて計算はできません。
gか、mlか、どちらかに合わせてください。
この問題が質量％なので、質量に合わせます。
溶質＝２００g、です。
溶媒＝１００ml＝？ｇ・・・溶媒の密度がわからなければ、計算できません。
上の２）と思って、溶媒＝水＝密度は１．００ｇ／ｍｌ、という前提があれば、
溶媒＝１００ｍｌ＝１００ｇ、となります。
溶質２００ｇ　＋　溶媒１００ｇ　＝　溶液３００ｇ
従って、質量％濃度は、２００ｇ　÷　３００ｇ　＝　６６．７％、となります。

一応、体積％濃度も考えましょうか？
溶媒＝１００ｍｌですね。
溶質＝２００ｇ＝？ｍｌ・・・そうです。溶質にも体積があるんですよ。
溶質の密度がわからなければ答えは出てきません。

少しは理解できましたか？

cip · Answer

こんにちは。

質量％濃度ですので、何が溶けているかは関係ありません。塩だろうが鉄だろうが。
なので分子量を考慮する必要もありません。
モル濃度なら別ですけど．．．

kinokosann · Answer

こんばんわ。

うまいこと説明できないかもしれないんですけど・・・。
もっと単純に考えたらいかがでしょう？

＞ＮａＣｌが１ml＝１ｇ・・・？こんがらがってます・・・(+＿+)

問題をよく見てください。
Ｎａｃｌが○ｍｌとはどこにも書いていないですよ。
「Nacl」じゃなくて「Nacl溶液」が○ｍｌです。
え～っとですね、詳しいことはちょっと説明できないんですけど「○％の溶液を作りなさい」と言われたら、普通○ｇのものを１００ｍｌに溶かすんです。
５％溶液だったら、５ｇを１００ｍｌ
１０％溶液だったら、１０ｇを１００ｍｌってな感じに。
これは逆に私が質問なんですけど「フィルアップ」って「メスアップ」？（無知ですみません。）
もしそうならば、２０ｍｌにっていうのはどうでもいいんです。
それは置いておいて、1.1%濃度の食塩水５ｍｌ中にどれだけ入っているかって事を考えます。
そうすると１００ｍｌ中には1.1gだから
1.1/20＝0.055
ですよね。
溶液がどうのこうのより、そこに1.1gの塩があって、それが1/20にされたって考えたらわかりやすくないですか？
聞かれているのはｇなのだから、ｇのことだけ考えるんです。

意味わからないですかね？
だめですかね？
すみませ～ん。　（＾＿＾；

myeyesonly · Answer

こんばんは。大混乱してるようですね。

そういう時は、基本に戻りましょう。
質量%で、1.1% の溶液というのは、溶液100mlに対して、溶質(この場合はNaCl)が 1.1g 溶けている濃度ですよね?

そうすると、この溶液、5mlに入ってるNaClは、
1.1g×5ml/100ml=0.055g となります。
溶液全体なら、これを何倍に薄めてもNaClの量が変わることはありませんね。

濃度はいろんな単位があります。
混乱してしまった時は、その濃度の考え方に戻って解くのがコツです。

psa29 · Answer

質量％はDASSさんのお書きの通りです。
溶液１００ｇに溶け込んでいる溶質のｇ数になります。
ところで、分析などで濃度を調整する場合、所定の溶質を溶かして、全量を１００ｍｌに調整するという操作を行う場合があります。
このような操作では、溶質の単位がｇ、溶液の単位がｍｌになってしまいます。
勿論、この濃度は質量％ではありません。

ＪＩＳ　Ｋ８００１（１９８５）：試薬試験方法通則 　３．２比率及び溶液濃度の表し方には 
「溶液の濃度を溶液１００ｍｌ中に含まれる溶質の質量（ｇ）で表す場合はW/V%の記号を用いる」とされています。 
　
つまり、このような場合はW/V%となるわけですね。
しかし、分析の書物などは、このW/V%を単純に％と表示しているものもあると思いますので、これを質量％と勘違いしないようにすることが大切です。
W/V%は、大変便利な単位なのです。
単位容積中の溶液に溶質が何ｇ溶解しているかがはっきりすれば、その後の操作で、どれだけの溶質を加えたかが簡単に計算できるからです。

この濃度表示を用いるためには、原則として溶質を加えフィルアップしなければなりませんが、少々の誤差が許される場合には、所定量の溶媒に溶質を加えるという操作が行われます。

これらの濃度表示をしっかりと理解しておけば、相互の換算は簡単だと思います。
換算には密度のデータが必要なことはDASSさんお書きの通りです。

myeyesonly · Answer

こんにちは。おもしろい補足？をいただいたようで。m(__)m

さて、濃度の表記、ルールについては詳しい説明が出ているのでいいかと思います。

おっしゃる２００％ですが、御礼でおっしゃってる定義の濃度だとそういう事になります。
但し、おっしゃってる、「溶媒１００ｍｌに対して」という濃度表記はあまり使われません。溶解度なんかの分野で時々出てきますね。でもこの時は大抵、「％」という単位では扱いません。おっしゃるように「えっ！、２００％？？？」ってことになって、混乱しちゃうからです。ｇ／溶媒１００ｍｌ、もしくはｇ／溶媒ｄｌ」というのが一般的でしょうか。

この様に「％」という表記はいろんな濃度単位を使う場合は混乱の元なので、できるだけ原理に忠実な表記に読み替えると混乱しにくくなります。
今回なら、大元のご質問の食塩水は、1.1g/溶液100g で、御礼の 200%？ は、200g/溶媒100ml です。

基礎的ですが、濃度について

こんにちは。

この回答への補足

こんばんわ。

こんばんは。

「質量％」でしたら、質量（グラムとかキログラム）の事だけを考えましょう。

質量％はDASSさんのお書きの通りです。

こんにちは。

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