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高校1年の範囲です。

なぜモル濃度を求めるとき、分母は溶液の体積であり、
質量モル濃度を求めるとき、分母は溶媒の質量なのでしょうか。

溶媒の体積とか、溶液の質量とかではだめなのですか?

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A 回答 (1件)

よい質問です.


まず,(体積)モル濃度ですが,これはどちらかというと作業的な利便性の高い濃度単位です.液体は体積で扱うのが便利です.正確に 1mL を繰返し取ることは比較的容易ですが,正確に 1g を繰返し取ることは,あまり容易ではありません.なので,体積ベースというのは,作業的な利便性が高いのです.
ところが,溶媒にものを溶かすと体積が増える場合もありますし,減る場合もあります.なので,溶媒の体積を分母にとっても,あまりありがたみはありません.しかし,溶液の体積を分母に取れば,溶液を一定体積取り出したりしたときに,そこに含まれている問題の物質の総量を容易に計算できたりと,たいへん御利益があります.一方で,温度変化を伴うような場合には,あまり適当な取り方ではありません.液全体の膨張収縮だけで濃度の数値が変動するからです.
質量モル濃度は,溶媒の質量を分母に取りますが,本来の意味は,溶媒と溶質のモル比なのです.これがわかると,溶液の中のモル分率が容易に計算できます.そして,混合物の性質を議論するときにもっとも重要なのが,構成成分のモル分率なのです.モル分率を使うことの意味は,大学レベルの化学で厳密に出てきます.
溶液の質量をベースにした濃度というのも使います.たとえば,質量%濃度というのは,溶液全体の質量に対して溶けている溶質の質量を表わし,たとえば高分子の濃度はこれをベースに議論されることがふつうです.高分子物質は,大概に場合分子量に分布のある混合物で,分子量や物質量を簡単に議論することができません.また,温度が変わると大きく変化する性質が多いために,その関係の実験や評価が多いため,体積ベースの濃度設定は意味がよくわからないから,というのが主な理由でしょう.
ということで,濃度の取り方はいろいろあって,それぞれに有効な場面があるんだ,といえますね.
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この回答へのお礼

なるほど。
やっぱりちゃんと理由があったんですね。
納得しました。

ありがとうございました^^

お礼日時:2009/07/12 18:12

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Q質量モル濃度について

とある問題集に「質量モル濃度は1kg中の溶媒中の質量のモル数で表され、温度によって変化しない」

とありました。これはどのように考えたらよいのでしょうか?他に「体積モル濃度は1リットルの溶液中の溶質のモル数で表され、温度によって変化する」というのは気体の状態方程式等を利用するとイメージが沸くのですが、質量モル濃度は温度によって変化する気がしてなりません。

Aベストアンサー

1kgの溶媒は温度が何度であっても体積は変化しても、質量は1kgですから変化はしません。

例えば1kgの溶媒が0度で1Lで100度で2Lだっとしましょう。
そこで1モルの溶質を0度のその溶媒1Lに溶かします。
その後その溶液を100度まで加熱します。

このときの体積モル濃度、質量モル濃度の場合でそれぞれをあらわすと
体積モル濃度の場合
 0度 1モルの溶質が1Lの溶媒に溶けているので 1モル/L
 100度 1モルの溶質が2Lの溶媒にとけているので 0.5モル/L
と溶液の温度が変化すると濃度も変化してしまいます。
ところが質量モル濃度の場合
 0度 1モルの溶質が1L(1kg)の溶媒に溶けているので 1モル/kg
 100度 1モルの溶質が2L(1kg)の溶媒に溶けているので 1モル/kg
と温度が変化しても濃度は変化していませんね。

Q化学の質問です。

浸透圧や凝固点降下度を計算する際、なぜ”イオン”の質量モル濃度を使うのでしょうか。

Aベストアンサー

 とても大事で重要なことなので・・浸透圧や凝固点降下では質量モル濃度を使用しますが、他の分野では使いません。質量モル濃度は、他の濃度と異なり、(溶質の物質量)/(溶媒の質量)であって、分母が溶液ではないのです。また溶質は、実際に溶けている状態の物質の物質量です。
 言い換えれば
質量モル濃度は (溶けている状態での溶質の物質量)/(溶媒の質量)
 です。イオン結合性の物質が溶けている場合は、その物質が溶媒中でどの程度電離しているかを考慮しなければなりません--これがイオンを使う理由です。
 もちろん、非電解質の場合は分子の質量モル濃度を使います。

 なぜ、こんな特殊な濃度を使うかと言うと、浸透圧や凝固点降下は、界面に衝突する粒子の個数に依存するからです。結果的に気体の状態方程式(PV=nRT)とまったく同じ式になりますね。溶質の粒子がぶつかる個数と溶媒の粒子がぶつかる個数の比が必要ですからね。
 ⇒沸点上昇 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%B8%E7%82%B9%E4%B8%8A%E6%98%87 )
 ⇒凝固点降下 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%87%9D%E5%9B%BA%E7%82%B9%E9%99%8D%E4%B8%8B )
 ⇒状態方程式 (化学) - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%8A%B6%E6%85%8B%E6%96%B9%E7%A8%8B%E5%BC%8F_(%E5%8C%96%E5%AD%A6) )
 ⇒濃度 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BF%83%E5%BA%A6#.E8.B3.AA.E9.87.8F.E3.83.A2.E3.83.AB.E6.BF.83.E5.BA.A6_.28.E8.8B.B1.E8.AA.9E:_molality.29 )

 

 とても大事で重要なことなので・・浸透圧や凝固点降下では質量モル濃度を使用しますが、他の分野では使いません。質量モル濃度は、他の濃度と異なり、(溶質の物質量)/(溶媒の質量)であって、分母が溶液ではないのです。また溶質は、実際に溶けている状態の物質の物質量です。
 言い換えれば
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