塩化物イオンを塩への換算

塩化物イオンを測定して、10mg/lの濃度の時、この塩化物イオン全てがNaClだったときのNaCl濃度の算出方法は、10mg/l　×　58.45(NaCl分子量) / 35.45(Cl分子量)　 = 16.48mg/l
だと思いますが。NaClではなくCaCl2の場合の計算方法はどうなるのでしょうか？

No.4 ベストアンサー 回答者： homma-mon 回答日時： 2012/09/27 18:39

先ほどの homma-mon です．

# 池畑千鶴大好きです．


展開した式の検算をしておきましょう．
　　分母と分子，どっちにすればいいんだったけ？
　　掛け算，割り算，どちらが正しい？
と迷うことは，よくあります．そのとき，簡単な検算方法があります．

まず，単位の書き方に気をつけます．
「どの物質の量なのか」を明記するのです．

以下，塩化物イオン，化合物の順に書きます．

質量濃度は，mg-Cl／mL， mg-化／mL
モル濃度は，mmol-Cl／mL，mmol-化／mL
　# 容積の単位には，この区別は致しません．
　　化合物も塩化物イオンもどちらも同じ溶液の中にあるのですから．

式量は，g-Cl／mol-Cl，g-化／mol-化
ですが，後々，質量は，mg 単位で計算することを考えて，式量の単位は，
　　mg-Cl/mmol-Cl，mg-化／mmol-化
としておきましょう．

そして，「化合物 1 mol から得られる塩化物イオンの物質量」も，mmol 単位で記しましょう．
　　mmol-Cl／mmol-化
となります．

すると，☆をつけた式の左辺の［化合物の質量濃度］は，いうまでもなく，
　　mg-化／mL

右辺については，
　　[mg-Cl/mL]／[mg-Cl/mmol-Cl] ／[mmol-Cl／mmol-化] x [mg-化／mmol-化]

この分子は，mg-Cl x mmol-Cl x mmol-化 x mg-化
また分母は，mL x mg-Cl x mmol-Cl x mol-化
ですから，いろいろと，消えていって・・・
　　 mg-化／mL

右辺の単位が左辺と一致しました！
どうやら，計算は間違っていないようですね．


計算するときの留意点は・・・
・数値をいれるのは最後．
　式を立てて変形していく最中は，その物理量の名前（あるいは文字変数）で書いていく．
　　　それによって，式の変形の確認がしやすくなります．
　　　パソコンだったら，copy and paste でスイスイですね．

・式の変形が終わったら，単位を入れてみて，式の変形が間違っていないかチェック．
　　　特に，化学の場合，
　　　　　「どの物質についての量か？」
　　　を明記すると，間違いを避けやすくなります．
　　　実際，私自身，今回の計算で，
　　　　　化合物 1 mol から生成する Cl の物質量
　　　を掛けていました．お恥ずかしい．あわてて，訂正．

長くなりましたが，いかがでしょうか

No.3 回答者： homma-mon 回答日時： 2012/09/27 18:37

塩化物イオンそのものとは別の物質の質量濃度に換算することが求められています．

以下，この「別の物質」を単に「化合物」と呼びます．

換算とは・・・
　　塩化物イオンのモル濃度（mol/mL，mmol/mL）が同じになるような
　　化合物の質量濃度を求める．
ですね．

すると，
(1) まずは，塩化物イオンのモル濃度を求めましょう．

そして，
(2) そのモル濃度の塩化物イオンを生成する塩化ナトリウムや塩化カルシウムという化合物のモル濃度を求めましょう．

そこまでできれば，
(3) それらの化合物である塩化ナトリウムや塩化カルシウムの質量濃度も求められるでしょう．

第一段階は・・・
　　［塩化物イオンのモル濃度］ = ［塩化物イオンの質量濃度］／［塩化物イオンの式量］

第二段階については・・・
　　［化合物のモル濃度］ x ［化合物 1 mol から得られる塩化物イオンの物質量］
　= ［塩化物イオンのモル濃度］
ですから，この式を書き直して・・・
　　［化合物のモル濃度］
　　 = ［塩化物イオンのモル濃度］／［化合物 1 mol から得られる塩化物イオンの物質量］

ここで，［化合物 1 mol から得られる塩化物イオンの物質量］については，
　　NaCl でしたら，その 1 mol が 1 mol の塩化物イオンを生成し，
　　CaCl2 でしたら，その 1 mol が 2 mol の塩化物イオンを生成する
ということに気をつけましょう．

第三段階は・・・
　　［化合物の質量濃度］ = ［化合物のモル濃度］ x ［化合物の式量］

以上，３つの段階を通した操作を式で表現しましょう．
　　［化合物の質量濃度］
　　= ［化合物のモル濃度］ x ［化合物の式量］
　　= ［塩化物イオンのモル濃度］／［化合物 1 mol から得られる塩化物イオンの物質量］ x ［化合物の式量］
つまり，
　　［化合物の質量濃度］
　　= ［塩化物イオンの質量濃度］／［塩化物イオンの式量］／ ［化合物 1 mol から得られる塩化物イオンの物質量］
　　　 x ［化合物の式量］　　　　　☆

さあ，ここで，分かっている数値を入れていきましょう．

まずは，NaCl への換算では・・・
　　　［NaCl の質量濃度］
　　= ［塩化物イオンの質量濃度］／［35.45 g/mol］／ 1 x ［58.45 g/mol］
つまり，
　　　［NaCl の質量濃度］
　　= ［10 mg/mL］／［35.45 g/mol］／1 x ［58.45 g/mol］
　　= 10.48 mg/mL

次に，CaCl2 の場合は，
　　　［CaCl2 の質量濃度］
　　= ［塩化物イオンの質量濃度］／［35.45 g/mol］／ 2 x ［110.98 g/mol］
つまり，
　　　［CaCl2 の質量濃度］
　　= ［10 mg/mL］／［35.45 g/mol］／2 x ［110.98 g/mol］
　　= 15.65 mg/mL

「換算」の本質は，
　　塩化物イオンの物質量（mol，mmol）が同じになる化合物の質量を求める
であり，そのポイントは，
　　化合物 1 mol が生成する塩化物イオンの物質量は，化合物ごとに異なる
　　しかし，その情報は，化学式に明記されている
です．

No.2 回答者： Zincer 回答日時： 2012/09/27 09:42

ある分析によって、塩化物イオンの濃度のみが分かった。

＞塩化物イオンを測定して、10mg/lの濃度の時

これがすべて、NaClによるものと仮定すると、
＞この塩化物イオン全てがNaClだったときの

その時に、想定されるNaClの濃度の算出方法は？と、すると
＞10mg/l　×　58.45(NaCl分子量) / 35.45(Cl分子量)　 = 16.48mg/l

で、あってますよ。
＞CaCl2の場合の計算方法はどうなるのでしょうか？
CaCl2中には塩化物イオンが２個入っていますから、
上の式の「NaCl分子量」を「CaCl2分子量（正確には式量）／２（←CaCl2の式量の１/２）」に変更するだけです。

No.1 回答者： Saturn5 回答日時： 2012/09/25 00:33

計算式が逆です。

ＮａＣｌの場合は、Ｃｌの式量／ＮａＣｌの式量をかけます。
ＣａＣｌ２の場合も同じで、Ｃｌの式量×２／ＣａＣｌ２の式量をかけます。