まとめ
- 水溶液全体の質量に対して、そこに溶けている物質(溶質)の質量が占める割合のこと。
- 一般に「質量パーセント濃度(%)」として表され、溶質と溶媒の合計を分母として計算する。
- 物質が溶けても全体の質量は保存されるが、体積は粒子間の隙間に入り込むため、単純な合計よりもわずかに減少する性質がある。
解説
液体に物質が溶けて均一に混ざったものを「溶液」と呼び、溶かしている液体を「溶媒」、溶けている物質を「溶質」といいます。濃さを求める際は、溶質の質量を溶液全体の質量(溶媒+溶質)で割り、100を掛けてパーセントで算出します。例えば、100gの水に10gの食塩を溶かした場合、溶液は110gとなり、濃度は約9.1%となります。
濃度が変化すると、液体の密度(単位体積あたりの質量)も変化します。食塩水の場合、濃度が高くなるほど密度は大きくなります。具体的には、100立方センチメートルの水に10gの食塩を溶かすと密度は約1.07g/cm³ですが、20g溶かすと約1.12g/cm³まで上昇します。ただし、アルコールのように濃度が高まるほど密度が小さくなる物質も存在するため、物質の特性を理解することが重要です。
「濃さ」とは、水などの液体の中に、どれくらいの量の物質が溶けているかを表す言葉です。理科では「濃度」とも呼びます。たとえば、同じ量の水に砂糖を1さじ入れたときよりも、3さじ入れたときの方が、味は甘くなり「濃い」状態になります。
計算するときは、「溶けているものの重さ」を「全体の重さ(水と溶けているものを合わせた重さ)」でわって計算します。大切なのは、水だけの重さではなく、溶かした後の全体の重さで考えることです。また、物を溶かしても全体の重さは変わりませんが、かさ(体積)はほんの少しだけ小さくなるという不思議な性質があります。
水に物をたくさん溶かすと、液体は少しずつ重くなっていきます。これを「密度」が大きくなるといいます。海の中でも、塩分がとても多い場所では、体がぷかぷかと浮きやすくなるのはこのためです。
世界には「死海(しかい)」という、ふつうの海の何倍も塩分が濃い湖があります。ここでは水の密度がとても高いため、泳げない人でもソファに座っているみたいに、水の上でプカプカ浮きながら本を読むことができるんですよ!
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