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解決済みの質問

濃度の使い分け

 だいたい、水溶液の濃度を表すときモル濃度(mol/l)を使うことって多いですよね。
でも沸点上昇や凝固点降下、浸透圧を考えるときは質量モル濃度(mol/kg)を使って考えますよね。
これってどうして使い分けるのでしょうか。モル濃度と質量モル濃度ではどういった違いがあるのですか?
教えてください。

投稿日時 - 2003-02-10 16:02:07

QNo.469136

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

溶媒の種類と濃度単位は一切関係ありません。

凝固点効果や浸透圧を測定する際に質量モル濃度を用いる理由解は、この濃度を用いたほうが計算がしやすいからです。詳しくは物理化学の教科書などで各式を導出する項目を読んでみて下さい。

モル濃度を強引に用いようとすると、その都度、比重を求めなければなりません。比重は温度によって変化しますから、実際の測定は非常に面倒なものになるでしょう。

投稿日時 - 2003-02-10 16:58:13

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回答(5)

ANo.5

ラウール則とは、性質の似た揮発性物質の混合液について成り立つ式で、物質αのモル分率をA、物質βのモル分率B、この温度における純粋なαの蒸気圧をPao、純粋なβの蒸気圧をPbo、とするとき、混合液の蒸気圧P=APao×BPboが成り立つという法則です。
ここで、βが不揮発性物質(溶質)だとすると、蒸気圧はほぼ0とみなせるので、溶液の蒸気圧は、P=APaoと表せる。
ここで、
「A=1ーB」より、P=(1ーB)Pao
ここで、混合液の蒸気圧Pと純溶媒αの蒸気圧の差ΔPは
ΔP=BPao となる。
ここで、αのモル数na。βのモル数nbとすると
B=nb/na+nb
希薄溶液の場合na≫nbの近似が使えて、
B=nb/naとなるので、
ΔP=nbPao/na
αの分子量MA、質量WA(g)。βの分子量MB、質量WB(g)とすると、
ΔP=WBMA/MBWA・Pao
ここで式変形
ΔP=WB/MB×1000/WA×MA/1000×Pao...(1)

「1000WB/MBWA」は溶質の質量モル濃度。(残りは温度によって変わる=温度普遍では定数)
もしここで、モル濃度を使って表すならば、溶媒の密度をDとして、α1mol当たりの体積は、MA/1000D(L)
∴na(mol)の体積はnaMA/1000D
∴この溶液のモル濃度Cは
C=1000nbD/naMA
ここで、ΔP=nbPao/naより、2つの式からna,nb消去
C=1000ΔP・D/Pao・MA
∴ΔP=Pao・MA・C/1000D...(2)
ここで、Paoは温度普遍で定数。MAは溶質特有の値。
しかし、(1)では変数1つ(質量モル濃度)に対して、(2)は変数2つ(密度とモル濃度)
よって、(1)のほうが、計算しやすい。また、変数(質量モル濃度)に対して一次関数的に増加するきれいな形になる。

よって、蒸気圧降下(沸点上昇)を考えるときは質量モル濃度をつかうのがベターである。

投稿日時 - 2003-02-11 14:28:05

ANo.4

>どういった違いがあるのですか?
見たまんまです。モル濃度は『mol/L』つまり溶液1L当たりに溶質が何mol含まれるかということを表す単位です。『mol/kg』は溶媒1kgに何molの溶質を溶かしているのか。という単位です。
(微妙に違うかも)
>これってどうして使い分けるのでしょうか。
もともとの「定義」の問題です。普通、凝固点降下などは溶媒1L当たりではなく1kg当たりで考えます。また、
「Δt=Kfm」という式のように、質量モル濃度に比例するという関係があるので、「式及び計算の簡略化の観点からも、モル濃度を使うより質量モル濃度を使うのが好ましい」と言う理由で質量モル濃度を使います。
具体的にやってみましょう。
ここで、ラウール則からの式変形で蒸気圧降下(=沸点上昇ですよね)をかんがえてみます。
・・・長くなるのでいったん切ります。

投稿日時 - 2003-02-11 13:11:09

ANo.2

「濃度」というのは、「混合物の中に着目している物質が基準量に対してどれだけ含まれているか」を示したものですので、使用目的に応じて使いやすいものを使うのが基本だと思います。
沸点上昇や凝固点降下の場合、モル沸点上昇やモル凝固点降下が「度・kg/mol」で示される定数のため、質量モル濃度を用いています。
温度を上下させたり、温度が関係するような場合は体積ベースより質量ベースの方が安心ですよね。
以上、雑ぱくですが。でも、浸透圧なんかはモル濃度を普通は使いませんでしたっけ?

投稿日時 - 2003-02-10 16:56:43

ANo.1

つまり、溶媒が水であるか、その他の溶液なのかで使い分けてると思います。

投稿日時 - 2003-02-10 16:09:03

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