モル濃度
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モル濃度（モルのうど、英語: molar concentration）は濃度を表す方式の一つで、単位体積の溶液中の溶質の物質量である。モル濃度のSI単位は mol m−3（モル毎立方メートル）であるが、通常 mol dm−3（モル毎立方デシメートル）や mol L−1（モル毎リットル）の単位がよく用いられる。化学や生化学などでよく用いられる濃度表示法であるが、通常溶液の体積は温度に依存して変化するため熱力学では使われにくい。しかし、この問題は温度補正係数や質量モル濃度など温度が影響しない方法をとることにより解決される[1]。
直近の国際機関JCGM 200:2012 (VIM3) の用語に従えば、これは、物質量濃度(amount of substance concentration = amount concentration = concentration)[2]のことである。
定義
モル濃度は単位体積の溶液中の溶質の物質量である。推奨される量記号は小文字の c である。
- [math]c = \frac{n}{V} = \frac{N}{N_{\rm A}\,V} = \frac{C}{N_{\rm A}}[/math]
n は溶質の物質量[1]、N は体積 V の溶液中の溶質粒子の個数、N/V が数濃度 C で、NA はアボガドロ定数である。
単位
SIではこの濃度は通常mol m−3の単位で表す。多くの文献では伝統的にmol dm−3やmol/dm3が用いられるが、これらはmol L−1に等しい。また、大文字でM（モーラーと読む）という略記もあり、しばしばSI接頭辞とともに使用される。ただし、Mは、SI単位でも併用単位でもないことに留意する必要がある。たとえば、
- mol/m3 = 10−3 mol/dm3 = 10−3 mol/L = 10−3 M = 1 mM
である。
例
- 2.00 mol/LのNaCl水溶液100 mLを調製することを考える。NaClのモル質量は58.4 g/molとすると、NaClは、2.00 mol/L × (58.4 g/mol) × 100 mL × (0.001 L/mL) = 11.7 g 必要となる。適量の水にNaClを溶解させ、100 mLになるまで水をつぎ足すことにより2.00 mol/LのNaCl水溶液100 mLができる。
- 100 mL の水に 11.6 g の NaCl が溶解しているとする。水の密度は 1.00 g/mL であるので、質量分率は (11.6 g)/(11.6 g + 100 g) × 100% = 10.4% である。溶液の密度は 1.07 g/mL であり、その体積は (11.6 g + 100 g)/(1.07 g/mL) = 104 mL である。したがって NaCl のモル濃度は (11.6 g)/(58.4 g/mol)/(104 mL) × 1000 mL/L = 1.91 M となる。
脚注
- ↑ 1.0 1.1 Kaufman, Myron (2002). Principles of thermodynamics. CRC Press. ISBN 0-8247-0692-7.
- ↑ International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM) 3rd edition