モル 濃度。 電気伝導率、モル伝導率

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「理論化学って計算が大変だなあ…」 あなたもこんな印象を持っていませんか? 理論化学で計算が大変に思える理由の一つに、 「 濃度の計算の複雑さ」が挙げられます。 日本中の高校生がこの濃度の計算で、 化学がわからなくなってしまうのです。 濃度計算がわからなくなってしまうのは、 濃度の正確な定義やイメージが理解できておらず、 さらには計算の「型」を理解していないからです。 今回は濃度の説明と、濃度計算の本質的な方法を解説していきます。 ここでの内容をしっかりと理解することで、 濃度の計算がスラスラと自動的にできるようになり、 理論化学が簡単な科目に見えてくるでしょう。 濃度計算は理論化学のみならず、 化学全体で重要になってきます。 濃度計算のスピードと正確さだけで、 センター・二次の全体の得点も大きく変わってきます。 ぜひ最後まで読んでみてくださいね。 高校化学のいろいろな濃度 高校化学では、 質量パーセント濃度・モル濃度・質量モル濃度 の3つの濃度を習います。 多くの高校生が濃度計算でつまづくのは、 これらの定義をきちんと覚えられていないからです。 まずは濃度の定義を覚えていくのが第一段階ですね。 濃度の定義を正確に理解するためには、 「 溶媒・溶質・溶液」の意味を正確に理解する必要があります。 例えば塩水(NaCl水溶液)を例にとれば、 水が溶媒、そこに入れる塩が溶質、 それらを混ぜてできる塩水が溶液です。 ここから濃度の定義を見ていくのですが、 「溶媒・溶質・溶液」という言葉に注意して見ていきましょう。 このように定義しておくと後々便利です。 例えば「 凝固点降下」では「溶かす溶質が2倍になると、2倍凝固点が下がる」という性質があるので、質量モル濃度を使って考えることができます。 濃度変換の方法 濃度の意味は理解できたでしょうか。 濃度の意味が理解できたら次は、 「 濃度の変換」を考えていきましょう。 濃度変換は問題を解くときに何度も出てきますが、 結構苦手意識を持っている人も多いでしょう。 でも、きちんと濃度の意味さえ理解していれば、 濃度の変換は流れ作業でできるので、 そんなに怖がらなくても大丈夫です。 計算の仕方を順番に見ていきましょう。 化学計算のコツ 濃度の変換を考える前に、 化学計算のコツについて話します。 例えば以下の問題を見てみます。 (問題) (1)0. 50molの水H 2Oは何gか。 (2)8gの酸素O 2は標準状態で何Lか。 (1)ではmolからgに単位を変換したいです。 molからgへの変換に使うのがモル質量。 水は、0. 50molも9. 0gも同じ量を指していて、 この計算式はただ単位変換をしているだけなのです。 化学の計算の多くはこのように、 単に単位を変換しているだけのものが多いです。 (2)も同様に考えられます。 4Lだから、 単位を変換していくと自然に答えにたどり着けるのです。 まず、最初に確認しておきたいのが、 「 濃度は体積に依存しない」ということです。 海の水を直接舐めようと、 海の水をコップですくって舐めようと、 しょっぱさは変わりませんね。 つまり濃度の変換を考えるときには、 自分の好きな量の溶液を持ってきて考えればいいのです。 それでは濃度の変換です。 先ほども説明した通り、 化学計算の基本は単位の変換です。 モル濃度の分母は溶液の体積[L]ですから、 まずは以下のようになります。 次に分子です。 今持っている情報は溶液1Lだけですから、 これを溶媒の情報へ変えていきます。 そこでまずは溶媒1Lの単位をgに変換していきます。 これで晴れて溶液ののgになりました。 質量パーセント濃度を使うことで溶質の情報に変換しましょう。 これで溶質のgになりました。 最後に計算してあげれば答えが求まります。 こちらも同様に考えていきましょう。 分母は 溶媒の質量kgですから、 質量パーセント濃度を用いて溶媒の質量に変換しましょう。 これで分母は完成なので、次は分子です。 分母と同じように、 溶液の情報を溶質の情報に変えましょう。 これで単位は揃ったので、 あとは計算するだけですね。 このように単位に注目すれば、 立式には困らないと思います。 ぜひマスターしてください。 まとめ 今回は濃度の定義と濃度計算の解説でした。 濃度には、 ・質量パーセント濃度 ・モル濃度 ・質量モル濃度 の3種類がありましたね。 これらの定義は以下のようになっていました。 きっちり復習しておきましょう。 さらに濃度計算でのコツは、 モル計算と同様、単位を変換していくことでした。 これに関しては実際に自分でやってみて、 確認しておきましょう。 ———————————————— こんにちは、受験メモ管理人、 東大卒塾講師の山本です。 僕は地方公立高校から東大に合格した経験から 勉強に関する記事を作っています。 そして 勉強法などのより深い内容を発信するために、 メルマガを開設しました。 ブログでは伝えきれない、 勉強の成果をきっちりと挙げる方法や、 受験勉強の考え方などをお伝えしようと思っています。 気になった方はぜひ 下のリンクをチェックしてみてくださいね。 関連する記事• 2018. 28 今回は飽和蒸気圧の解説です。 飽和蒸気圧を理解するためには、 「気液平衡」の仕組みをきちんと理解しておく必要があります。 気液平衡をきちんと理解してい[…]• 2018. 2018. 03 この記事では弱酸・弱塩基の遊離反応について説明します。 弱酸・弱塩基遊離反応は、 酸化還元反応や沈殿生成反応などに比べると、 少しマイナーなイメージが[…].

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沸点上昇と凝固点降下を求める公式と質量モル濃度の関係

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ローザが、酸性・アルカリ性が確認できる試薬、BTBを使って実験をしています。 BTBを入れて黄色くした塩酸と、青くした水酸化ナトリウムを混ぜ合わせると、中性になって溶液が緑色に変わると予想しました。 しかし、実際に混ぜ合わせてみると、緑色にならず元の塩酸と同じ黄色になってしまいます。 ケン 「ローザ、どうしたの?」 ローザ 「濃度が同じ1%の塩酸と1%の水酸化ナトリウムを、同じ量混ぜたんだけど、緑色にならないのよ!」 ケン 「本当?同じ濃度のものを同じ量混ぜたら、中性の緑色になるはずなんだけど……。 量り方間違えたんじゃないの?」 ローザ 「そんなことないよ!正確に50mLずつ量って入れたんだから!」• 所長 「それでは緑色にはならないな。 BTBを入れた溶液は、塩酸が存在して酸性なら黄色、水酸化ナトリウムが存在してアルカリ性なら青になる。 その両方がなくなって、中性になるとき、初めて緑色になるのだ。 」 ローザ 「両方ともなくなるって、どういうことですか?」 所長 「塩酸の粒子と水酸化ナトリウムの粒子が、ぴったり同じ数くっついて反応すると、互いの性質を消し合って、違う物質が生まれる。 それが『両方ともなくなる』という意味だ!」 ケン 「違う物質ですか。 」 所長 「そう!正反対の溶液を混合し、互いを消し合うことで、新たな物質が誕生する。 私の先祖の錬金術師たちも、あえて正反対のものを組み合わせることで、新しいものを創造しようとしてきた。 それが現代の化学にもつながっているのだ。 」 ローザ 「じゃあ、私たちも新しいものを創造できるんですね!」 所長 「そう簡単に言うな。 今日はそんな『溶液の濃度』の秘密を紐解いていこう!」• 所長 「さっきから、『濃度』『濃度』と繰り返し言っているが、君らは『濃度』とは何か、分かっているのかな?」 ローザ 「そんなの分かってますよ!お味噌汁の味が濃いとか薄いとかよく言いますよね。 」 所長 「それは塩分濃度。 まあ濃度の一つではあるな。 濃度にもいろいろあるんだが、まずは、濃度を考えるための基本中の基本を確認しておこう。 」 ある液体に、ある物質を溶かして、均一な液体ができる現象を「 溶解」といいます。 そして、この均一な液体を「 溶液」、溶液に入れた物質を「 溶質」といいます。 また、物質を溶かした液体を「 溶媒」といいます。 「溶媒」に「溶質」を入れて、完全に溶けたら、「溶液」が出来ます。 所長 「そして、『溶液』の中に含まれる『溶質』の割合が、君らがさっきから言っている『濃度』なんだ。 ここまでは大丈夫ですか?」 ローザ 「大丈夫です!」 ケン 「僕も濃度のことは分かってますよ!」 所長 「そうか。 では『質量パーセント濃度』は分かるかな?」 「質量パーセント濃度」とは、溶液の質量に対し、溶けている溶質の質量の割合をパーセントで表した濃度のことをいいます。 ローザ 「な〜んだ。 質量パーセント濃度って難しそうな言葉だけど、溶液の中に溶けている溶質が全体の何パーセントなのかってことなんですね!」 ケン 「こんなの簡単ですよ!」 所長 「ホントに簡単か!?じゃあ、やってもらおう!」• ケンが行った手順から、質量パーセント濃度を求める式を表すと、左図下のようになります。 溶液の質量は、溶媒100gの水に、溶質10gの塩化ナトリウムを足した量になります。 ケン 「そうか!90gの水に10gの塩化ナトリウムを入れていれば、合わせて100分の10になって、10%の食塩水が出来ていたんだ。 」 ローザ 「所長、質量パーセント濃度のことはよく分かりました。 でも、私は最初に、同じ1%の質量パーセント濃度の黄色くした塩酸と青くした水酸化ナトリウムを、同じ量混ぜたはずなんですけど、どうして中性の緑色にならなかったんですか?」 所長 「黄色の酸性の塩酸と青のアルカリ性の水酸化ナトリウムが、ぴったり同じ数くっついて反応すると、お互いの性質を消し合って、中性の緑色になると話したのは覚えているかな?ポイントは、ぴったり同じ数くっついて、全部別のものになる、ということなんだ。 最初にローザが中性にできなかった混合の疑問を解く鍵は、この「質量パーセント濃度」と「モル濃度」の違いにあります。 図を使って、「質量パーセント濃度」と「モル濃度」の違いについて考えていきます。 左図は、先ほどローザが混合した塩酸と水酸化ナトリウム水溶液と同じようなもので、溶質である球1個について1個反応するとします。 分かりやすいように、質量パーセント濃度は、どちらも10%にしてあります。 同じ質量パーセント濃度、同じ質量の水溶液混合で中性にならない原因を、検証してみます。 図の2つの溶液は、どちらも10%なので、100gの中に、それぞれ10g溶けています。 黄色の10%の液体には1gの黄色い球が10個入っています。 一方、青い10%の液体には2gの青い球が5個入っており、数が違っています。 このように、同じ質量パーセント濃度の水溶液であっても、溶質の粒子数が違ってきます。 吉田先生 「さて、この2つの水溶液を混合すると、どうなると思いますか?」 ケン 「所長が言っていたように、黄色い玉と青い玉はくっついて反応して、違う物質になるんじゃないかな?」 ローザ 「でも、数が違うと、どうなるんだろう……。 」 2人が考えたように、5個の黄色い玉と5個の青い玉はそれぞれ反応して、中性の別の物質に変わります(右図)。 しかし、残りの5個の黄色い玉はそのまま残っています。 そのため、混合した後の水溶液には酸性の溶質が残っているため緑色にはならず、黄色いままになります。 これを中性にするためには、それぞれの粒子を余らせることなく反応させることが必要です。 そのためには、同じ数の粒子を混合する必要があります。 しかし、目には見えない粒子の数を同じにするには、どうすればよいのでしょうか。 そこで役に立つのが、モル濃度です。 今度は同じ混合でも、モル濃度を使うとどうなるのか見ていきます。 10mol/Lの黄色の水溶液と、10mol/Lの青い水溶液を混合させる場合を考えてみます。 1個1molの球がどちらにも10個ずつ入っています(左図)。 モル濃度では、「溶質の個数」は同じですが、溶質粒子1個当たりの質量が違うので、「溶質の質量」は異なります。 モル濃度と質量パーセント濃度との違いは、この点です。 これを混合すると、青い玉と黄色い玉は、質量は違いますが数は同じなので全てくっつきます(右図)。 これで余らせることなく、すべての粒子が反応して中性になりました。 こうして、BTBの色は緑色になります。 ローザ 「なるほど!質量パーセント濃度では、同じ濃度で同じ質量でも、粒子の数が違うから混合したときに全ての粒子がピッタリ反応できないので、中性にはならない。 」 ケン 「でも、モル濃度なら、粒子の数を同じにして、全部ピッタリ反応させることができるんですね!」• ここで、ローザが最初に挑戦してできなかった塩酸と水酸化ナトリウムの混合を、「モル濃度」を使って行ってみます。 同じモル濃度の塩酸・HClと水酸化ナトリウム・NaOHを同じ体積混合して、中性になるか確かめます。 0.10mol/Lの塩酸、50mLとBTB溶液があります。 一方、0.10mol/Lの水酸化ナトリウムですが、1Lでは0.10molの水酸化ナトリウムが必要です。 そこで、必要な水酸化ナトリウム1molの質量を計算してみます。 まず、1molの質量はNa、O、Hそれぞれの原子量を足します。 吉田先生 「0.10mol/Lの水酸化ナトリウムとは1Lの水溶液中に水酸化ナトリウム4.0gが溶けているということが分かりました。

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化学【5分でわかる】モル濃度と密度、質量パーセント濃度の考え方

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沸点上昇・凝固点降下とは 「 沸点上昇」とは、 溶液に溶質を溶かすと沸点が上がる現象のことです。 同様に「 凝固点降下」とは、 溶液に溶質を溶かすと凝固店が下がる現象のことです。 「上がったり下がったり、どっちなんだー!」 と思う人もいるかもしれませんが、 仕組みに注目すればこれは当然のことなんです。 では仕組みを見ていきましょう。 「邪魔者」のせいで沸点が上昇 液体は常に「 気液平衡」の状態にあるのでした。 これに関しては以下の記事で解説しているので、 そちらをごらんください。 それではこのように気液平衡状態の水に、 例えば砂糖を溶かしたらどうなるでしょうか。 今まで自由に蒸発できていた水分子が、 砂糖という「邪魔者」によって蒸発を阻止されてしまいます。 蒸発する力が弱まるのだから、 蒸気圧は小さくなりますよね。 これが「 蒸気圧降下」です。 結局のところ、溶質という邪魔者のせいで、 沸騰に余計エネルギーが必要になるのが沸点上昇なのです。 凝固点降下も仕組みは同じ 凝固点降下も同じ仕組みです。 固体にぶつかる水が溶質に阻止されるため、 凝固するのに余計低い温度にする必要があるのです。 沸点上昇も凝固点降下も同じ仕組みですね。 沸点上昇度・凝固点降下度の計算 それでは、 実際に沸点上昇や凝固点降下において、 どのくらい沸点・凝固点が変化するのか見てみましょう。 その比例定数をモル沸点上昇といい、 溶媒の種類によって決まります。 普段はモル濃度を使うことが多いですが、 今回は「 質量モル濃度」であることに気をつけましょう。 質量モル濃度については以下もチェックしておいてください。 まとめ 今回は沸点上昇、凝固点降下の説明でした。 溶媒に溶質という「邪魔者」が入ることで、 気体になったり固体になったりするのが邪魔され、 沸点や凝固点が変化するのでしたね。 そして温度変化は 質量モル濃度に比例し、 ———————————————— こんにちは、受験メモ管理人、 東大卒塾講師の山本です。 僕は地方公立高校から東大に合格した経験から 勉強に関する記事を作っています。 そして 勉強法などのより深い内容を発信するために、 メルマガを開設しました。 ブログでは伝えきれない、 勉強の成果をきっちりと挙げる方法や、 受験勉強の考え方などをお伝えしようと思っています。 気になった方はぜひ 下のリンクをチェックしてみてくださいね。 関連する記事• 2018. 29 「ここではボイルの法則を使って…」 「次はシャルルの法則か…」 「状態方程式の計算、複雑すぎ…」 あなたも気体の問[…]• 2018. 29 今回は電池の解説です。 高校化学の中でも、 電池を苦手とする受験生は非常に多いですね。 電池が苦手だと感じるのは、 そもそもその反応の仕組みを理解して[…]• 2018. 10 今回は浸透圧の解説です。 高校生・受験生の多くは、 溶液の分野を苦手に思っています。 そのせいで浸透圧にも、 なんとなく苦手意識を持っている人も多いで[…].

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