モル濃度・希釈計算機(C1V1=C2V2)
希釈の公式 C1V1 = C2V2 を使って、希釈前後の濃度・体積のうち1つを残り3つの値から計算します。
モル濃度・希釈計算とは
モル濃度・希釈計算とは、ある濃度の溶液を薄めて別の濃度の溶液を作るときに、濃度と体積の関係を求めることです。実験や調理の現場では「手元にある原液を何倍に薄めれば目的の濃度になるか」「目的の体積・濃度を作るには原液が何mL必要か」を求める場面が頻繁にあり、このツールは希釈の公式 C1V1=C2V2(希釈前の濃度×体積=希釈後の濃度×体積)を使って、濃度・体積4つの値のうち1つを残り3つから瞬時に計算します。
計算の前提として、この公式は「希釈の前後で溶質(溶けている物質)の物質量(モル数)が変化しない」ことに基づいています。溶媒を加えて体積を増やしても、溶けている物質の量そのものは増減しないためです。単位はモル濃度がmol/L、体積がmLに統一されているため、Lなど別の単位で数値を持っている場合は事前に換算してから入力してください。計算はすべてブラウザ内で完結し、入力値がサーバーに送信されることはありません。
モル濃度・希釈計算の使い方
- 計算したい値を選ぶ 「計算したい値」から、C1(希釈前濃度)・V1(希釈前体積)・C2(希釈後濃度)・V2(希釈後体積)のうち求めたい1つを選びます。
- 残り3つの値を入力する 選んだ項目以外の3つの入力欄が表示されるので、実験や調製の条件として決まっている値をそれぞれ入力します。
- 計算結果を確認する 入力と同時に右側のパネルへ計算結果が表示されます。単位は濃度がmol/L、体積がmLで統一されています。
使いこなすためのヒント
- 「計算したい値」で求めたい変数を選ぶと、残りの3つの入力欄が表示されます。実験で決まっている3つの値を入力してください。
- 体積の単位はmL、濃度の単位はmol/Lで統一しています。異なる単位(Lなど)で数値を持っている場合は事前に換算してから入力してください。
- 溶液を混合する際は、原液(濃度が高い方)を先に少量の溶媒に加え、そこへ溶媒を追加していく「Add Acid to Water」の原則に従うと安全です。
- 正確な希釈には、駒込ピペットやメスフラスコなど目盛りの精度が高い器具を使うことをおすすめします。
モル濃度・希釈計算が役立つ場面
ストック溶液からの希釈系列の作成
高濃度のストック溶液(原液)から、実験に必要な複数の濃度の溶液を段階的に作るとき、それぞれの濃度に必要な原液量と溶媒量を事前に計算できます。
試薬の調製・希釈倍率の逆算
「〇倍希釈」という指示から実際の濃度を求めたり、逆に目的濃度から必要な希釈倍率・原液量を逆算したりする場面で使えます。物質量から濃度を求めたい場合はモル質量計算ツールと組み合わせると便利です。
消毒液・洗浄液の濃度調整
高濃度の原液(次亜塩素酸ナトリウム等)を目的の使用濃度まで薄める際、必要な水の量や原液の量を安全に計算する用途にも使えます。
滴定・分析化学の事前計算
滴定実験の前段階で、標準溶液を目的の濃度に希釈する際の体積を求める用途に使えます。滴定後のpHを求めたい場合はpH計算ツールもあわせてご利用ください。
モル濃度・希釈計算の関連用語
- モル濃度
- 溶液1リットルあたりに溶けている溶質の物質量(モル数)を表す濃度の単位で、mol/L(記号Mとも表記)で表します。「溶質の物質量(mol)÷ 溶液の体積(L)」で計算できます。
- 希釈
- 溶液に溶媒(多くは水)を加えて体積を増やし、濃度を薄めることです。希釈の前後で溶けている溶質の量そのものは変わらないため、体積が増えた分だけ濃度は小さくなります。
- 溶質
- 溶液の中に溶けている物質のことです。食塩水であれば食塩(塩化ナトリウム)が溶質にあたり、モル濃度は溶質の物質量をもとに計算します。
- 溶媒
- 溶質を溶かしている液体のことです。水を溶媒とする溶液を水溶液と呼び、実験室での希釈では多くの場合、水が溶媒として使われます。
- 原液(ストック溶液)
- 希釈する前の、濃度が高い状態の溶液のことです。実験室では保存・輸送の効率を高めるため、あらかじめ高濃度の原液を作っておき、使用時に必要な濃度まで希釈することが一般的です。
- アボガドロ定数
- 物質量(モル)と粒子の個数を結びつける定数で、1モルあたり約6.022×10²³個の粒子が対応します。モル濃度という概念は、この定数によって物質の量を個数ベースで数えられるようになったことで成立しています。
よくある質問
余談ですが ― モル濃度という単位の由来
モル濃度(mol/L、単位記号Mでも表記される)は、19世紀末にイタリアの物理学者アメデオ・アボガドロが提唱した「アボガドロ定数」(約6.022×10²³)という、物質の量を粒子の個数で数えるための橋渡しとなる定数の存在があって初めて成立した概念です。それ以前は溶液の濃度を質量比でしか表せず、化学反応の量的な関係(化学量論)を扱うのが非常に煩雑でした。
モル濃度の登場によって、化学者は「何グラムの物質が溶けているか」ではなく「何モルの物質が溶けているか」という統一的な尺度で反応を記述できるようになりました。これは化学反応式の係数がそのまま物質量比を表すという性質と組み合わさり、定量分析化学(滴定など)の基盤技術として現在も広く使われています。
実験室で希釈を行う際に用いられる「メスフラスコ」は、特定の温度(多くは20℃)で特定の体積を正確に量れるよう設計されたガラス器具です。温度によってガラスも液体もわずかに体積が変化するため、精密な分析化学の現場では室温管理も希釈精度に影響する要素として意識されています。