質量パーセント濃度とは、溶液中に含まれる溶質の質量をパーセントで表すものです。
モル濃度とは、溶液 1 L 中に溶けている溶質の物質量を表します。単位は mol / L です。
もくじ
溶液の濃度
液体に物質を溶かしたとき、液体中に均一に溶けることを溶解といいます。
このとき、はじめにあった液体を溶媒、溶かした物質を溶質、物質が均一に溶けた液体を溶液といいます。
特に溶媒が水のときは、溶液を水溶液といいます。
食塩水を例にすると、水が溶媒、食塩が溶質、溶液は食塩の水溶液（塩化ナトリウム水溶液）となります。
溶質がどれだけの比率で溶液中に溶けているか、を表すのが濃度です。食塩水の例では、水のなかにどれだけ食塩が溶けているかを、濃度として表します。
質量パーセント濃度
溶液の濃度の表し方として、質量パーセント濃度があります。これは溶液中に含まれる溶質の質量を、パーセントで表すものです。
$$質量パーセント濃度[％] = \frac{溶質の質量 [g] }{溶液の質量 [g] } × 100$$
例えば、食塩 10 g が水に溶けて 100 g の溶液となっているときは、質量パーセント濃度は 10 % となります。
モル濃度
化学で最もよく使われる濃度は、モル濃度です。
これは溶液 1 L 中に溶けている溶質の物質量を表します。単位は mol / L （モルパーリットル）です。
$$モル濃度 [ mol/L ] = \frac{溶質の物質量 [mol] }{溶液の体積 [L] }$$
例えば、1 L の食塩水中に 1.5 mol の食塩（塩化ナトリウム）が溶けている場合、モル濃度は 1.5 mol/L となります。
モル濃度がわかれば、溶液中の溶質の物質量を計算できます。また、溶液の密度と質量パーセント濃度から、モル濃度を求めることもできます。
以下の例題を考えます。
「0.50 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液 400 mL があるとき、この水溶液中の水酸化ナトリウムの物質量と、その質量を求めよ。ただし NaOH の式量は 40 とする。」
モル濃度が 0.50 mol/L なので、溶液 1 L あたり 0.50 mol の NaOH が溶けています。
そこで 400 mL （ = 0.400 L ）の水溶液中の NaOH の物質量は
$$0.50 [ mol/L ] × 0.400 [ L ] = 0.20 [ mol ]$$
となります。
NaOH の式量が 40 なので、NaOH が 1 mol あるとその質量は 40 g です。
0.20 mol の NaOH の質量は
$$40 [ g/mol ] × 0.20 [ mol ] = 8.0 [ g ]$$
したがって求める水酸化ナトリウムの物質量は 0.20 mol 、質量は 8.0 g です。
次にモル濃度を求める例題です。
「質量パーセント濃度が 10.0 % の塩化ナトリウム水溶液の密度が 1.07 g/mL であるとき、この水溶液のモル濃度を求めよ。ただし NaCl の式量を 58.5 とする。」
モル濃度 mol / L を求めたいので、この水溶液は 1 L に 何モルの NaCl が溶けているのかを考えます。
密度が 1.07 g/mL なので、この水溶液 1 L の質量は 1070 g です。
1.07 [ g/mL ] × 1000 [ mL ] = 1070 [ g ]
この水溶液 1 L の質量は 1070 g です。この水溶液は質量パーセント濃度が 10.0 % なので、 1070 g の溶液には 10.0 % の溶質が含まれます。
1 L の水溶液に含まれる溶質の質量は
$$1070 [ g ] × \frac{10.0}{100} = 107 [ g ]$$
NaCl の式量が 58.5 なので、NaCl のモル質量は 58.5 [ g/mol ] です。
107 g のNaCl の物質量は
$$\frac{107 [ g ]}{58.5 [ g/mol ] } ≒ 1.83 [ mol ]$$
計算結果をまとめると、この水溶液は 1 L に NaCl が 1.83 mol 溶けていることがわかりました。
したがって求めるモル濃度は、1.83 [ mol/L ] です。
問題演習
確認テスト1
塩化ナトリウム 30 g を 170 g の水に溶かしたとき、この塩化ナトリウム水溶液の質量パーセント濃度を計算しましょう。
確認テスト2
次の溶液のモル濃度を求めましょう。ただし原子量は Na = 23 、Cl = 35.5 とします。
- 0.2 mol の塩化ナトリウムを水に溶かして 250 mL とした。
- 117 g の塩化ナトリウムを水に溶かして 2.0 L とした。
確認テスト3
質量パーセント濃度が 10% の水酸化ナトリウム水溶液の密度は 1.11 g/mL です。この水溶液のモル濃度 mol /L を計算しましょう。ただし、NaOH の式量は 40 とします。
実践問題1（2015本第2問問3）
水酸化ナトリウム 4.0 g を水に溶解して 1.0 L の水溶液をつくった。この溶液の濃度は何 mol/L か。最も適当な数値を、次の①～⑥のうちから一つ選べ。
（①～⑥の数値の単位は mol/L ）
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 O 16 Na 23
① 0.025 ② 0.050 ③ 0.10
④ 0.25 ⑤ 0.50 ⑥ 1.0
（2015年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問3 より引用）
実践問題2（2015追第2問問1）
0.1 mol/L の水溶液 1 L をつくるために必要な溶質の質量が最も小さい物質を、次の①～④のうちから一つ選べ。
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 C 12 O 16
Na 23 Mg 24 Cl 35.5
① NaCl ② NaOH ③ MgCl2 ④ CH3COOH
（2015年度センター試験 追試験 化学基礎 第2問問1 より引用）
実践問題3（2015追第2問問3）
質量パーセント濃度が 20 % の硝酸カリウム KNO3 水溶液のモル濃度は何 mol/L か。最も適当な数値を、次の①～⑥のうちから一つ選べ。ただし、溶液の密度は 1.1 g/cm3 である。
（①～⑥の数値の単位は mol/L ）
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
N 14 O 16 K 39
① 0.20 ② 0.22 ③ 1.0
④ 1.1 ⑤ 2.0 ⑥ 2.2
（2015年度センター試験 追試験 化学基礎 第2問問3 より引用）
実践問題4（2016本第2問問3）
ブドウ糖（グルコース、分子量 180 ）の質量パーセント濃度 5.0 % 水溶液は点滴に用いられている。この水溶液のモル濃度は何 mol/L か。最も適当な数値を、次の①～⑥のうちから一つ選べ。ただし、この水溶液の密度は 1.0 g/cm3 とする。
（①～⑥の数値の単位は mol/L ）
① 0.028 ② 0.056 ③ 0.28
④ 0.56 ⑤ 2.8 ⑥ 5.6
（2016年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問3 より引用）
実践問題5（2016追第2問問3）
密度 1.14 g/cm3 、質量パーセント濃度 32.0 % の塩酸 10.0 mL を純水で希釈して 500 mL にした。この水溶液のモル濃度は何 mol/L か。最も適当な数値を、次の①～⑥のうちから一つ選べ。
（①～⑥の数値の単位は mol/L ）
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 Cl 35.5
① 0.0175 ② 0.0200 ③ 0.100
④ 0.175 ⑤ 0.200 ⑥ 0.640
（2016年度センター試験 追試験 化学基礎 第2問問3 より引用）
実践問題6（2020本第2問問2）
モル濃度が 0.25 mol/L の硝酸ナトリウム NaNO3 水溶液が 200 mL ある。この水溶液に NaNO3 を加え、水で希釈することにより、0.12 mol/L の NaNO3 水溶液 500 mL を調製したい。加える NaNO3 の質量は何 g か。最も適当な数値を、次の①～⑤のうちから一つ選べ。
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
N 14 O 16 Na 23
① 0.85 g ② 5.1 g ③ 6.0 g
④ 9.4 g ⑤ 15 g
（2020年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問2 より引用）
実践問題7（2018本第2問問3）
モル濃度が最も高い酸または塩基の水溶液を、次の①～④のうちから一つ選べ。
（2018年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問3 より引用）
実践問題8（2020追第2問問1）
市販の飲料にはアスコルビン酸（ビタミン C 、分子式 C6H8O6 ）が含まれているものがある。ある市販の飲料 500 mL に 0.88 g のアスコルビン酸が含まれているとき、この飲料に含まれているアスコルビン酸のモル濃度は何 mol/L か。最も適当な数値を、次の①～⑥のうちから一つ選べ。
（①～⑥の数値の単位は mol/L ）
① 0.0018 ② 0.0050 ③ 0.010
④ 0.044 ⑤ 0.88 ⑥ 1.8
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 C 12 O 16
（2020年度センター試験 追試験 化学基礎 第2問問1 より引用）