メタ記述(154): 質量と体積からモル濃度を計算し、目標濃度の質量を求めるか、C1V1 = C2V2で希釈します。NaClの例を含みます。
スキーマ: WebApplication + FAQPage + BreadcrumbList
モル濃度計算機は溶液濃度、溶質質量、モル質量、溶液体積の変換を行います。これらのうち3つを入力して4つ目を解くか、ストックから作業溶液への希釈方式でC1V1 = C2V2を適用します。結果はモル数、モル濃度(mol/L)、各ステップで単位が付けられた算術を示しています。
質量と体積からモル濃度を計算します
モル濃度(M)は、完成液1リットルあたりの溶質モル数です。溶質質量をモル質量で割ってモル数を得て、そのモルを溶液体積(リットル)で割ります。質量はグラムまたはミリグラム、体積はmLまたはL、モル質量はg/molで、単位変換は一つのワークフロー内で行われます。
moles = mass (g) / molar mass (g/mol)
M = moles / volume (L)体積とは、混合して基準に到達した後の最終溶液の体積であり、最初に注げられた溶媒の体積ではありません。ラインまで充填された250 mLの体積フラスコは、たとえ固体が希釈前により少ない水に浸かっても0.250Lとなります。目盛りシリンダーはより粗いです。これらは概算作業に使われ、滴定を校正する標準物には使いません。
モル質量が不明な場合は、兄弟の分子量ページを開き、そのg/mol値で戻ります。誤ったモル質量は、手作業で最も一般的なサイレントエラーです。モル質量の2%誤差は、Mの2%誤差となり、残高印刷に他の赤信号はありません。
濃度は時にミリモラー(mM)で現れます。1ミリモラーは0.001 mol/Lに等しいです。計算器は結果が小さい場合にmMをMの横に表示できるため、分光光度計のレシピを読みやすく保ち、基礎的な算術を変えずに維持できます。
目標モル濃度に必要な質量を計算します
モル質量が分かれば、ターゲット濃度とフラスコの体積で重量質量が確定します。モル濃度を体積(リットル)で掛け、次にグラム毎モルのモル質量で掛けます。その生成物は、溶けて体積フラスコのマークに希釈する前に天秤に置くグラム数です。
mass (g) = M (mol/L) × volume (L) × molar mass (g/mol)これが、きれいに溶ける固形溶質の計量目標です。吸湿性塩は空気中の水分を吸収します。乾いたボトルから素早く計量したり、既知の水和物配合に合わせて補正することで、無水モグラ数が正確に保たれます。無水CuSO4の皿を湿った作業台に開けておくと、ボトルのラベルを変えずに有効フォーミュラの質量がハイドレートに近づきます。
密度と純度で販売される液体については、同じM定義を適用する前に、密度と質量比を使ってストック液体の体積をモルに変換してください。質量パーセンテージで出荷される濃縮酸は、その追加の手順が必要です。このツールの質量モードは、溶質が固体として計量されている場合や、質量が既に分かっている場合に適用されます。
純度が重要です。98%アッセイとラベル付けされた試薬は、計量グラムあたり0.98グラムの純粋化合物しか提供しません。手順でその補正が必要な場合は、理想質量をアッセイ分数で割ります。教育実験室ではNaClのアッセイを無視することが多いですが、分析手法は無視すべきではありません。
希釈を計算してください
希釈によって溶質の量は固定され、溶媒は増加するため、濃度は体積比に比例して下がります。関係式C1V1 = C2V2は、原料濃度とアリコート体積を目的の濃度および最終体積に結びつけます。任意の3つの値を入力します。モル濃度計算機は4番目の値を解き、代入した行の各単位を指定します。
C1 × V1 = C2 × V2C1とV1はストック濃度と抽出したアリコート体積です。C2とV2は希望濃度であり、希釈後の最終体積です。濃度の単位は両面で一致しなければなりません。体積は互いに一致しなければなりません(両方ともmLまたは両方L)。片面のmLともう片面のLを混ぜるのは典型的な「千回の誤り」です。
例経路:1.00 Mストック、100 mLの0.100 Mの作業溶液が必要です。
V1 = (C2 × V2) / C1 = (0.100 × 100) / 1.00 = 10.0 mLピペットで原料の10.0 mLを100 mLの体積フラスコに移し、溶媒でマークまで希釈します。計算機はC1、C2、V2が入力されるとV1、またはアリコートと最終体積が分かっている場合はC2と報告します。
連続希釈は倍率を上げます。2つの 1:10 ステップで全体の 1:100 が得られます。準備を記録する際は各ステップを別々に記載し、ラベルミスを追跡できるようにしてください。非常に大きな希釈係数の場合は、ピペット精度の限界に位置する極端なマイクロピペット移送よりも、2〜3段階の中程度のステップを好みます。
「約半分」と推測して希釈しないでください。測定されたV1とマークされたV2は、ストック自体が慎重に準備された際の作業濃度の品質管理の全てです。
500 mL の0.1 M NaClを準備します
標準的な教育準備では、0.1 M塩化ナトリウムを半リットル必要とします。モル質量58.44 g/molの場合、計量目標は3グラム弱です。モルの経路を前方に1回、後ろに1回ずつ歩き、フラスコのラベルと計算機が一致するまで固体が水に触れる前に移動します。
塩化ナトリウムモル質量は58.44 g/molです。ターゲット:0.100 M in 0.500 L。
1。必要なモグラを探して。 `` moles = M × V = 0.100 mol/L × 0.500 L = 0.0500 mol ``
2。モグラをグラムに換算しろ。 `` mass = 0.0500 mol × 58.44 g/mol = 2.922 g ≈ 2.92 g ``
3。溶かして薄めて。 約2.92 g NaClの重さを取り、500 mLのボリュームフラスコに移し、水に溶かしてから500 mLのマークまで満たして混ぜます。
前方方向を確認してください。 2.92 g / 58.44 g/mol ≈ 0.0500 mol;0.0500 mol / 0.500 L = 0.100 M。モル濃度計算機は、質量、モル質量、体積を入力したときにそのループを再現するはずです。
食塩は試薬NaClではありません。食品用塩には抗凝固剤が含まれています。分析作業では、必要に応じてACSグレードのNaClと乾燥サンプルを使用します。
モル濃度とモラ濃度および正規度を区別する
3つの濃度の単語は似た音で、互換できません。モル濃度はモルを溶液のリットルで割ります。モラリットはモルを溶媒のキログラムで割ります。正規性は当値物を溶液のリットルで割り、どの反応が同値を定義するかに依存します。ラベルを混ぜると、誤った物理量に付随するきれいな算術が得られます。
| 測定 | 定義 | 温度注記 |
|---|---|---|
| モラ濃度(M) | モル溶質 / L 溶液 | 体積が膨張するにつれてTと少し変化します |
| モラリティ(m) | モル溶質 / kg溶媒 | 溶液体積に依存しない |
| 正規性(N) | 等価 / L 解 | 選ばれた反応によります |
室温近くの希薄水溶液では、モル濃度とモラ濃度は数値的に近いです。なぜなら、1リットルの水の質量は約1キログラムだからです。濃縮溶液は発散します。5 M糖シロップは、溶質がフラスコの大部分を占めると5モラルには遠く及びません。オスモメトリーと沸点高はモラ濃度を好みます。体積ガラス器具やほとんどのウェットラボレシピではモル濃度を好みます。
酸の正規性はしばしば酸性水素を数えます:1 M H2SO4は酸塩基滴定で2 Nです。酸化還元正規度は電子の移動に依存し、同じボトルでも反応間で変化します。現代のプロトコルではモル濃度を好みます。ただし、従来の方法でNを指定しない限り、反応を保持しなければならないN値の横に記載してください。
質量パーセントとppmは別の質問に答えます。これらは分析証明書で有用です。Mではありません。プロトコルが質量パーセントストックからモル濃度を求める場合、密度とモル質量で変換します。
解決策準備のための実用的な注意点
溶液準備の品質は、ガラス器具の温度、溶解から希釈の順序、モル質量に関する書面上の仮定に依存します。体積フラスコは通常、約NUM0⟧°Cという指定温度で校正されるため、温かいフラスコがラインまで満たすと、エッチング数値が示す真の体積が異なります。許容差が厳しいため、フラスコと溶媒を実験室温度近くで充填して最終充填を行います。
固形物を溶かしてからマークに詰めます。ほぼ満杯のフラスコに大きな結晶量を加えると、体積を過剰に増やし、モル濃度を過小評価することがあります。頑固な溶質はビーカーでかき混ぜてより確実に溶け、その後すすぎ水でフラスコに定量的に移します。すすぎ水は、すべてフラスコに入り、メニスカスが固まってから最終的な体積にカウントされます。
記録ロット番号と、準備シートに仮定されたモル質量。後の参照でNaClが58.44から丸められた値に更新されても、旧ボトルラベルには計量量が記録されています。ラベルに日付、イニシャル、ターゲットMが記載されているため、1週間前のフラスコが新品として扱われるのを防いでいます。
混合順序は熱に影響します。濃硫酸を希釈するということは、水を攪拌して水に変えることを意味し、決して濃酸に水を入れることはありません。濃度計算機は発熱希釈の安全ルールを置き換えるものではありません。安全な手順が選ばれた後に体積を測るだけです。
よくある質問
質量からモル濃度をどうやって計算するのですか?
質量からのモル濃度は、まず溶質グラムをモル質量で割ってモルを得て、次にモルを溶液体積(リットル)で割ることから始まります。簡潔に表すと、Mは(質量 ÷ モル質量) / V に等しいです。質量とモル質量はグラムと g/mol で保ち、モルはきれいに打ち消し合い、最終割り算の前にミリリットルをリットルに変換します。
0.1M溶液の500 mLにはどれくらいのNaClが必要ですか?
モル質量を58.44 g/molとした場合、500 mLの0.1 M溶液には約2.92 gが必要です。経路は0.1 mol/L × 0.5 L × 58.44 g/mol = 2.922 gであり、この調製の典型的な分析バランス表示では2.92 gとなります。
希釈式とは何ですか?
希釈式はC1V1 = C2V2であり、溶媒のみを加えたときに溶質のモル数は一定のままであることを示しています。C1とV1はストックを表し、C2とV2は希釈溶液を表します。未知の濃度や体積を解き、方程式の両側で濃度単位と体積単位を一致させてください。
モル濃度は濃度と同じですか?
モル濃度は1つの濃度単位、すなわちモル数/リットルであり、すべての濃度指標の同義語ではありません。質量パーセント、ミリグラム/リットル、ppm、モラリティも濃度言語です。すべての数字の横に単位を書いてください。0.1 M と 0.1% w/w の間で0.1 値を曖昧にしないようにしてください。
なぜ目盛りシリンダーの代わりに体積フラスコを使うのですか?
ボリュームフラスコは、指定された温度で1つの正確な総体積を用いて製造・校正されており、これはモル濃度が溶液リットルを定義する方法に一致します。目盛りシリンダーはより粗い段階を分解し、おおよその体積、すすぎ、非臨界希釈に適しています。濃度を信頼できる場合、標準物質、滴定剤、校正液は体積ガラス器具に含まれます。
温度はモル濃度に影響しますか?
温度は溶液の体積が膨張または収縮し、モル数は一定のままであるため、MはTとともにわずかにドリフトします。モラリティは溶液の体積ではなく溶媒質量を使うことでこのドリフトを回避します。通常の水上作業では、約NUM0°C付近では影響は小さいです。精密作業では温度を制御するか、調製記録に条件を記録してください。
計算機はモラリティをモル濃度に変換できますか?
モラリティは密度(または溶媒質量と溶液体積の同等のペア)が利用可能である場合にのみモル濃度に変換されます。密度がなければ、モル濃度が必要な溶液体積を測定しなかったため、変換は過小決定となります。ツールがその場を提供するときに密度を入力し、それ以外は結果をモル単位で保持してください。
もし溶質がハイドレートだったらどうでしょうか?
水和物溶質は水和物モル質量で計量し、結晶化水を天秤の固体に含める必要があります。無水モル質量でハイドレートをすくうと溶質量が少なくなり、真モル濃度が低くなります。目標質量を計算する前に瓶の・xH2O記号を確認してください。
質量はどのくらい正確であるべきでしょうか?
質量精度はガラス器具と方法の濃度許容範囲に合うべきです。クラスAの500 mLフラスコは0.1 Mを狙ったものであれば、通常は0.01 g以上の重さが正当化されます。1 gの分解能を持つキッチンスケールは、そのフラスコには適していません。その場合、体積の不確実性は粗い質量によって支配されてしまいます。
まとめ
モル濃度計算機は、質量と体積からM = モル/リットルを解き、目標濃度に対して重さ質量に再配置し、希釈時にはC1V1 = C2V2を適用します。0.1 M NaClの例は、58.44 g/mol で約 2.92 g を必要とします。
モル濃度はモル濃度や正常度と区別し、体積フラスコの最後のマークを式に入る体積として扱う。