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溶質の密度が1.35g/ml、質量が10mg。
溶媒の密度が1.006g/ml、質量が490mg。
これらを合わせて、2%の溶液を作ります。
このときの溶液の密度あるいは体積がわかるような公式などはありますか?

ちなみに溶質はモノクロタリンという薬品でその他情報は以下のサイトで確認できます。
http://www.guidechem.com/dictionary/jp/315-22-0. …
溶媒は大塚生食注(生理食塩水)です。

単純に溶質の体積+溶媒の体積=溶液の体積という風にはならないと聞いたので、計算方法などがありましたら教えていただきたいです。

化学が苦手なもんで、何卒よろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

厳密には、「溶質の体積+溶媒の体積=溶液の体積」にはなりません。

また、液体を混ぜたときの体積がどうなるかについては、溶液の各温度、各濃度の実験データを使用するほか実用的な計算方法はありません。
しかし、
実用上(精度的に)そう考えてよい場合が多くあります。また、希薄溶液で、溶質の体積が全体の1/1000程度と小さければ、「溶媒の体積=溶液の体積」としても実用上問題はないでしょう。

質問の場合、
「溶質の密度が1.35g/ml、質量が10mg」→10[mg]/(1.35×10^3[mg/mL])=0.0074[mL]=7.4[uL]
「溶媒の密度が1.006g/ml、質量が490mg」→490[mg]/(1.006×10^3[mg/mL])=0.487[mL]=487[uL]
で、
体積比=0.0074/(0.0074+0.487)=1.6×10^(-2)
と小さく、
精度も3桁は必要ない(質量が10mgで2桁)
から、「溶質の体積+溶媒の体積=溶液の体積」としても実用上十分でしょう。
したがって、

溶液の密度=(10+490)×10^(-3)[g]/((0.0074+0.487)[mL)=1.01[g/mL]

で、いいでしょう。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
実用上の値で考えてやってみることも考えます。

お礼日時:2013/10/24 02:03

計算によって出ないのは皆さん書かれている通りです。



>実験してみます。
無理です。
実験自体は簡単なのですが、値の変化が微妙であり、値として最も計測が難しい「体積」が相手であり、
正確な値を出すことは至難です。理科系の大学院生でも無理です。
設備の整った企業か大学の研究室以外ではできません。

私も、No.3のokomardさんも書いておられますが、1.01g/mLで近似する以外の方法は
ないでしょう。
または、大金を払って企業か大学に依頼することです。
自分でやるのは薬品と時間の無駄になります。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
実験ではわからないのですか。
それでは近似値でやってみるとします。

お礼日時:2013/10/24 02:02

濃度というのは体積は一切関係ありません。

ですから2%の溶液をりたいなら 溶媒の質量を a 溶質の質量を b とすれば

密度ρ= b/(a+b)=1/(a/b+1) となりますから所要の密度ρを得るには a/b=(1/ρ)-1 で計算できる比率で混ぜればいいのです。 この場合、まぜる割合が計算できるのであり、何gの溶液を作るかを決めないと溶質、溶媒の量は決まりません。
2%の溶液を作りたいなら a/b=49 となり、溶質の49倍の量の溶媒を用意すればいいということになります。

体積にはついては実験しないとわかりません。溶質と溶媒の元の体積を加えても混ぜた結果の体積にはならないからです。だから溶液の濃度には体積が入らないようにしてあるのです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
やはり体積は計算では求められないのですね。

お礼日時:2013/10/22 08:22

混合溶液の体積の和を計算で求めることは不可能です。


一般に、2種類の溶液を混合すると体積が減りますが、これは分子の形状や
水素結合の有無に影響しますので、計算できるものではありません。
やってみるしかないのです。

疑問に思うのは有効数字4桁もの厳密な密度が必要なのでしょうか?
密度は温度によっても変わります。
温度管理はちゃんとできているのでしょうか?
また、溶液の体積を計測するにもそれなりの器具が必要です。
メスシリンダーやメスピペットでは有効数字が2桁くらいで、精密にやっても
3桁しかありません。

用途は点滴溶液か注射溶液だと推察しました。
これならば有効数字2桁くらいでいいのではないですか?
そもそも、点滴や注射の溶液は用意した量の何%が体内に入るかわからないのです。
また、人間の血液は13Lと言われていますが、個人差や時間変化などがあります。
ですから、注射溶液や点滴溶液をそこまで厳密に作る必要はないのです。

体積比でほぼ98%が生理食塩水で、溶質がちょっと重い訳ですから、
密度は1.01g/mLではダメですか?
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
密度はメーカーのHPから持ってきたものなので、そのまま載せました。
確かに注射器の分解能は100分の1mlなので一桁多いのですが。
やはり計算では体積を求めることができないのですね。
実験してみます。

お礼日時:2013/10/22 08:25

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職場でちょっとしたテストがあり、その答えで困っています。

問題)比重1150kg/m3の液体1000Lと比重800kg/m3の液体400Lを
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   比重はいくつになりますか?

 答) 重さ     kg
    比重     kg/m3
 
というものです。
自分の答えは重さ1470kg、比重1073.8kg/m3とでたのですが、
職場の人は比重1050kg/m3だということです。
そこで、皆さんの回答をお願いします。
あと、この問題もいまいち自分では納得していないのですが、
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Aベストアンサー

比重
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重さ
この場合、正しくは質量。
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密度
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1000[L]+400[L]≠1400[L]
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それぞれ13gずつ溶かします。(質量パーセント濃度13%)
それぞれにじゃがいもを放り込むと、食塩水側ではジャガイモは浮き、
砂糖水側ではジャガイモはビーカー底に沈んでいます。

これは、砂糖水の方が体積が大きいために、同じ100gであっても
密度が食塩水より小さくなるためだと思います。

その原因を教...続きを読む

Aベストアンサー

>多少こまごまとした値が出ても、頑張って読みますので
出ません。
水分子は電気的双極子の性質が大きいのです。
ここに食塩を溶かすとおっしゃる通りNa^+とCl^-イオンに分れます。この分れること自体が水の双極子としての性質に大きく依存しています。
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この効果によって水が「収縮」するのです。
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宜しくお願いします。

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物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

Q比重の計算

本当にバカな質問してすいません。

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もう一つ比重が0.8とします

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 合ってますよ^^

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 cm3とmlは同じ単位ですから、g/mlと置き換えてもかまいません。


>ある溶剤の比重が1.2とします
>10ml取った場合は12グラムでいいでしょうか?

さて、こういう場合は、単位もまとめて計算するといいです。

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0.8の場合も正解です。

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薬品などの水溶液で密度と書かれていたり濃度と書かれていたりするものは同じものと考えていいのでしょうか。
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密度は、1MLの重さと考えれば、わかりやすいと思います。
20℃は、密度の測定温度を示しています。
温度により密度が変化するから、測定温度を示します。

Q食塩水と砂糖水と浮力

夏休みの自由研究で浮力の実験をしました。
じゃがいもを浮かべようと思い、水200ccに塩を入れていくと28gでじゃがいもは浮かびました。
今度は砂糖で実験をしました。28gで浮かぶと思っていたら、なんと60g入れないと浮かびませんでした。
水溶液の密度を考えると同じ量で浮かぶように思うのですが、なぜなんでしょう?
夏休みの自由研究が行き詰ってしまいました。
誰かわかりやすく教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

水に物質を溶かした場合、
濃度が同じであっても密度は同じではありません。かなり変わります。
分子やイオンの大きさ、形、水との馴染みやすさ、・・・で違いがでてきます。

砂糖と食塩水では同じ濃度でも密度が同じにならないということが一番大きな理由でしょう。密度を調べることでこれも自由研究の内容の1つにすることが出来そうですね。

理科年表に密度の表がありました。砂糖の値は載っていませんがどれくらいの違いがあるかのイメージを取るためにいくつかの物質を載せておきます。
濃度は10%と20%、密度の単位はg/cm^3です。
NaCl  1.07、  1.15
H2O2  1.035  1.07
HCl   1.05   1.10
NaOH  1.11   1.22
NH3   0.96   0.92
H2SO4 1.07   1.14

かなり変動しています。
ジャガイモの密度はギリギリ浮いた時の食塩水の密度と同じです。
ほぼ1.1という所でしょう。
60gの砂糖を200gの水に溶かした砂糖水の密度がやはり、ほぼ1.1としても濃度的には不自然ではありません。

念のために砂糖と塩で同じ濃度の溶液を作り体積に違いがあることを確めてみるといいでしょう。
 

水に物質を溶かした場合、
濃度が同じであっても密度は同じではありません。かなり変わります。
分子やイオンの大きさ、形、水との馴染みやすさ、・・・で違いがでてきます。

砂糖と食塩水では同じ濃度でも密度が同じにならないということが一番大きな理由でしょう。密度を調べることでこれも自由研究の内容の1つにすることが出来そうですね。

理科年表に密度の表がありました。砂糖の値は載っていませんがどれくらいの違いがあるかのイメージを取るためにいくつかの物質を載せておきます。
濃度は10...続きを読む

Q比重の計算方法

水溶液の比重の計算方法を教えてください。
たとえば、塩水について。
おねがいします。

Aベストアンサー

お困りのようで、お役に立てるかどうか判りませんが 思いつくままに書きます。私は食品系・化学分析系ではありません(熱力・流力系)故、勘違いや的外れなレスあれば ご指摘ください。判る範囲内でお返事します。

1.ボーメ計の最小目盛は、いくらのものを使っておられますか? 私の記憶では 精密ボーメ計の最小目盛は 0.1度 の物があったと思います。

2.測定方法ですが、良く混合した均質な水溶液をメスシリンダ-等に採り、ボーメ計を浮かべて上下動が安定停止するまで暫くの間(5~10分か?)放置した後、目の高さで読みとっていますか。 まさか、混合水槽の中で直接測定していないと思いますけど。

3.No.2 のお礼欄の ボーメ・比重の式(サイトB)は 正しい。 この式は、水より重い液体に適用される式です。

  d = 144.3/(144.3 - Bh)
   d  : 15℃水溶液の 比重(4℃の水を規準として)
   Bh : 15℃水溶液の ボーメ度

この式は元々 実験式ですし、また式の成り立ちから見ても計算結果の有効数字は 3桁か、せいぜい 4桁 と考えるべきです。
従って、15℃水溶液の Bh=13.0 とすると この水溶液の比重d は ;
  d = 144.3/(144.3-13.0) ≒ 1.099 

「サイトA」の比重計算結果で、Bh=12~14 については 計算間違いしているようですね、多分・・・

5.水温の、密度 ρ(kg/m3)に及ぼす影響について
標準大気圧(1atm)における純水の密度は、水温により下記の如く、少しだけですが 変化します。

 水温t(℃)   密度 ρ(kg/m3)
-------------------
    5     1000.0       
   10      999.7
   15      999.2
   20      998.3
   25      997.1
   30      995.7
-------------------
5℃の水と25℃の水では、密度の差は 約0.3% だけですから大勢には余り影響ないような気がします。食塩水のデータは残念ながら判りません。

この程度の差が気になるようでしたら、2項で述べた試料の入ったメスシリンダーを冷蔵庫に入れ、15℃前後に冷えた頃を見計らって ボーメ度を測ればいかがでしょうか。

6.NaCl水溶液の 比重・ボーメ度 と 塩分濃度の関係

  温度15℃の NaCl 水溶液 
  比重(d)  ボーメ度(Bh) 塩分濃度(wt%)
-------------------------
  1.00      0.1      0.1
  1.02      3.0      2.9
  1.04      5.7      5.6
  1.06      8.3      8.3
  1.08     10.8     11.0
  1.10     13.2     13.6
  1.12     15.6     16.2
  1.14     17.8     18.8
  1.16     20.0     21.2
  1.18     22.1     23.7
  1.20     24.2     26.1
------------------------
上表の如く、15℃のボーメ度(Bh)と塩分濃度(wt%)は 非常によく似た数値となるのが特徴です。ボーメ度(Bh)を監理する事により、その値に近い塩分濃度(wt%)を間接的に監理している事になります。
  塩分濃度(wt%) = NaCl/(H2O + NaCl) * 100

参考 : 日本機械学会編集 機械工学便覧-熱力学編-

以上、とりとめのないことを書いてしまいました。ご参考程度にして下さい。

お困りのようで、お役に立てるかどうか判りませんが 思いつくままに書きます。私は食品系・化学分析系ではありません(熱力・流力系)故、勘違いや的外れなレスあれば ご指摘ください。判る範囲内でお返事します。

1.ボーメ計の最小目盛は、いくらのものを使っておられますか? 私の記憶では 精密ボーメ計の最小目盛は 0.1度 の物があったと思います。

2.測定方法ですが、良く混合した均質な水溶液をメスシリンダ-等に採り、ボーメ計を浮かべて上下動が安定停止するまで暫くの間(5~10分か?)...続きを読む


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