モル濃度とパーセント濃度を脳みそを使わず変換する計算法

どうも、受験化学コーチなかむらです。

化学で絶対に避けて通れないものに『モル』があります。化学の計算はまずモルに変換して行います。

 

それを私は、「モル利用」「モル比」と勝手に名付けて、
「理論化学の計算なんて簡単！２つの事を意識するだけで解ける！」でも書きましたが、
どんな問題もこの２つの方針で計算をしていきます。

 

 

そして、理論計算であらゆる場面で出現するのが『濃度計算』の問題です。

濃度計算は、
「それ自体が問題として出題される」

だけでなく、

「他の分野の計算問題」にも関係してくるのです。

 

『希薄溶液の計算』や『酸・塩基の中和の定量計算』の勉強をするときでも濃度計算が使われます。

濃度計算が出来ていないと、芋づる式にこれらの分野の問題も解けなくなります。

だから濃度計算は完璧にできて
おかないと
ヤバいです、、、

 

ですが、
実際は、、、、

 

モル濃度計算は超基本事項でありながら、
意外と苦手な人が多い内容となります。

今日は『ある方法』を知ることで、
『モル濃度からパーセント濃度への変換』
がどう見てもゴミにしか
見えなくなります。

 

そしてこの手の問題であなたの脳みそが稼働する事はなく、脳みそのブレイクタイムとなります。

なので最後までシッカリ読んでっておくんなさい！

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濃度変換の問題が苦手な理由

濃度変換の問題が苦手な受験生は『頭』をつかって問題を解こうとしています。そう考えちゃうんです。だから解けないんです。

 

「は？どうしたんだ！お前普段は考えろ！って言うくせに」

まあ、そうなんですよ。ただ、この濃度変換に関しては、もはや考えることなんて一つも無いんですよね。『テンプレートに当てはめるだけ！』なんですよね。

 

どういうことか説明のためにひとまず例題を出していこうと思います。ちなみに悪い例から！

例)密度1.18g/cm³　の10％硫酸水溶液のモル濃度を求めよ。（H₂SO₄＝98）

これはパーセント濃度からモル濃度へ変換すると言う問題です。まずは、苦手な人の思考パターンを再現します。

 

 

僕から言わせると、
『はい、遅すぎーーー』

僕ならもう解けてます。

 

「なんでそんなにはやく解けるんだよ？」

 

はい、それは、

『脳みそをこれっぽっちも使っていない』

からとなります。

 

しかし、得意な人ほど実は、『頭を使わずに計算している』のです。

 

今日はこの『得意な人のやり方』を苦手なあなたが出来るようにしていきます。っていうかこれを知って苦手なんてありえないですからね！一緒にテンプレートに当てはめていきましょうね！

とりあえず入試に出る濃度を覚えろ！

濃度計算は、濃度の単位を正確に覚えればもはや勝ったも同然なんです！

 

だから濃度をとっとと完璧に覚えてくだされ！

 

こちらに動画をとりましたのでこちらでご確認してください！

※ 1 h:補助単位でヘクトと読みます。
※ 2 密度は分子が溶質量ではなく
溶液全体の質量を表すのです!

 

この単位がきっちり覚えられていない人は、非常に混乱してしまいます。

 

例えば密度が表す質量が『全体の質量』である事など。この濃度の分野では、キッチリ全体の質量なのか、溶質の質量なのかを区別する必要が在ります。

 

質量パーセント濃度で「無水」と書いてあるのは、水和物が溶質である場合、水和水は溶質量に組み込まない!という風に覚えてください!

濃度変換の最強の方法！

それでは濃度変換方法を発表します。とても簡単に濃度変換計算をする方法なので手順通りに進めていってください。

 

要は、濃度計算って『単位を変換しているだけ！』なんですね！

 

先ほどの例題を使います。

例題）密度1.18g/cm³の10％硫酸水溶液のモル濃度を求めよ。（Ｈ₂SO₄＝98）

この問題は、質量パーセント濃度からモル濃度変換問題ですね！まずこの二つの変換方法を教えます。しかし、この方法は別の単位変換にも使えるのでやり方をマスターしてください。

 

テンプレートに当てはめていくだけなんで、このテンプレートの書き方を覚えてくださいね！って言うほどのものでもないけど（笑）

手順①まずテンプレートを書きます。

この写真と同じ図を書いてください！

手順②左に変換前の濃度の単位を書く。

先ほど覚えた質量パーセント濃度を左に書きます。

手順③右に変換後の濃度の単位を書く。

この問題は％濃度をモル濃度に変換する問題だからこのようになりますね！

 

手順④分子と分母別々に変換する。

※ここが最重要ですよ！濃度って、パーセント濃度をモル濃度に変換しているように見えてるけれども溶質の質量をmolに！そして、溶液の質量を溶液の体積に変換しているだけ！なのですよ！

Aに何かを掛けてBにする場合どうしますか？脳みそ使わなくても分かります。

であることくらい小学生でも分かります。

これを使うのです。

分子は分子、分母は分母それぞれで変換されているのがわかるでしょうか？分子、分母を別々に変換していくのが濃度計算の基本です。

 

あとは、これに当てはめるだけなのです！

 

それでは具体的に代入していきましょうか！

このように答えは1.20mol/Lとなります。

 

かなり簡単にできたんじゃないでしょうか？あなたはもう脳みそを使わずに計算できますね！一度だけ頭をつかって複雑に考えに考えて間違えやすいやりかたを紹介しておきます。

普通の人がやる問題集の解法

私がネットで見つけたホームページで堂々と公開していた方法です。

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このように、質量パーセント濃度が与えられて、モル濃度を求める問題の場合・・・

左上のマス（溶液の体積）には１Lと書かれていますから、密度を使って左下のマス（溶液の質量）を求めます。（一応、１L = 1000cm3　ですよ。）

1.18g/cm3 × 1000cm3 = 1180g

次に、質量パーセント濃度が10％なので、右下のマス（溶質の質量）が求まります。

1180g × 0.1 = 118g

最後に、溶質の分子量を使って、右上のマス（溶質の物質量）を求めましょう。

118g ÷ 98g/mol = 1.204・・・
≒1.20mol

ということで、1リットルの水溶液に1.20molの溶質が溶けているわけですから、

モル濃度は1.20mol/Lとなります。

すごく頭を使わなければなりませんよね。しかも、それでいて逆のパターンもあるわけです。

 

つまり、モル濃度から質量パーセント濃度への変換です。このときはまた考え直しです。めんどくさいです。時間がかかります。

 

こんな解き方している受験生を哀れみながらあなたは、テンプレートを書いて、『単位を変えるだけ！』ってわかりながら、問題を解く事が出来ます！

 

このような煩雑さがない骨格を書いた単位変換テクニックは『間違いなく最強！』です。絶対に身につけてください！

ズルすぎるセンター専用の解法テクニック!

この記事では骨格が出来た瞬間に代入をしていますね。ですが、俺はそこで別解を用意します。センター試験または、記述形式ではない、私大や２次試験でも使えます。

 

はっきり言って、あまりにも考える事をしないので、これだけ覚えるのはヤメてください。

 

しかし、センターでは確実に使えます。

 

いや、むしろ使わないとダメです。普通に解くより圧倒的に早くできる単位変換テクニックより圧倒的に早く出来ます。

 

そんな超ズルい裏計算方法が『公式化』です。

たま〜にこの公式を載せている参考書も在ります。おそらく、ほとんどの人はまだ知らないと思いますが、俺もこれを知ったときに焦りました。

 

今まで超苦手だった濃度計算が『頼むからセンターで出てくれ！』と思えるようになるほどです。

 

それではこの公式化について詳しくお話しして行きます。

 

w%の単位はg(溶質)/g(全）で、

w/100と表せます。

 

これは先ほども確認しました。

 

そして、このような骨格を先ほど完成させたと思います。（ちなみにMは分子量です）

そしてここからがミソなのです。これをどんどん簡略化しましょう。

 

すると、

これが現れるのです。

 

 

どうですか？

これが公式です！

簡単です！

 

俺が最初に骨格を一般的な文字で作って行ったのには、こういう意味がありました。

 

上は、w%をCmol/Lに変換する公式で、下は、Cmol/Lをw%に変換する公式です。

 

２つ覚える必要はありません。１つ覚えていれば、式変形するだけで、簡単にもう１つの公式が作れます。

 

これのどちらかを唱えまくっていけば、それであなたは簡単にセンターの問題を解く事が出来ます。

 

これさえ覚えれば、センター試験で濃度変換は、与えられた数値を代入するのみメチャクチャ簡単です。

理論テンプレート集

また今日の記事みたいに、計算を図を書いてほとんど頭を使わずに計算が出来る『テンプレートのようなアイテム』をまとめた無料テキストが在ります！

 

という俺の無料テキストがあります。

これには、
・気体の分野の混合気体
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などの今回紹介したモノ以外の
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