物性・熱力学

溶液濃度の単位換算

質量パーセント・モル濃度(mol/L)・質量モル濃度(mol/kg)・モル分率・g/L・mg/L・ppm を、溶質と溶媒のモル質量・溶液密度から一括換算します。

入力

溶質のモル質量 M_A

g/mol

NaCl=58.44、NaOH=40.00、ショ糖=342.3、エタノール=46.07。

溶媒のモル質量 M_B

g/mol

水=18.015。モル分率の計算に使います。

溶液の密度 ρ

モル濃度・g/L・mg/L の換算に必要です。

濃度の値 C

入力値を入れて「計算する」を押してください

すべての濃度は、まず質量分率 $w$（溶質質量 ÷ 溶液質量）に直してから相互変換します。

\begin{aligned} \text{質量\%} &= 100w \\[1em] C\,[\mathrm{mol/L}] &= \dfrac{w\,\rho}{M_A} \\[1em] b\,[\mathrm{mol/kg}] &= \dfrac{1000\,w}{M_A(1-w)} \end{aligned}

\begin{aligned} x_A &= \dfrac{w/M_A}{\,w/M_A+(1-w)/M_B\,} \\[1em] \text{質量ppm} &= 10^6 w \\[1em] \text{質量濃度}\,[\mathrm{g/L}] &= w\rho \end{aligned}

溶質A・溶媒Bの2成分溶液を、質量分率を経由して各濃度単位へ換算する計算です。熱力学的な近似は含まず、結果の精度は入力したモル質量と溶液密度で決まります。

使える条件：溶質1種と溶媒1種からなる溶液。$M_A$ は実際に秤量・溶解した化学種のモル質量を使います（水和物で量った場合は水和水を含む式量）。
密度の与え方：mol/L・g/L・mg/L への換算（および逆算）には、その濃度・その温度における溶液の密度が必要です。純溶媒の密度で代用すると、濃度が高いほど $w\rho$ の $\rho$ がずれ、これらの値が同じ割合でずれます。
温度による違い：質量パーセント・質量モル濃度・モル分率・質量ppmは質量とモル質量だけで決まり、温度に依存しません。mol/L・g/L・mg/L は体積基準のため、溶液密度が変わる温度では同じ溶液でも値が変わります。
使えない条件：溶質が複数ある溶液、溶媒が混合物の溶液（$M_B$ は1つしか入力できません）。モル分率 $x_A$ は電離・会合を考えず、入力した化学式単位で数えた値です。純溶質（質量100%）は対象外で、計算するとエラーになります。
ppmとmg/Lの違い：ppmは質量基準（$10^6 w$）、mg/Lは体積基準（$1000\,w\rho$）で、両者が一致するのは溶液密度が1000 g/Lのとき（希薄な水溶液）に限られます。

化学工学の基礎と計算

D.M. Himmelblau 著 / 大竹伝雄翻訳 / 培風館