二成分系溶液の組成とそれらの相互変換式に関する再検討（１）―濃度、コンテント、分率、および比の相互変換―

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  • Revisiting Compositions of Binary Solutions and Their Interconversion Equations, Part 1 ーInterconversions of Compositions among Concentrations, Contents, Fractions, and Ratiosー
  • ニ セイブンケイ ヨウエキ ノ ソセイ ト ソレラ ノ ソウゴ ヘンカンシキ ニ カンスル サイケントウ(1)ノウド 、 コンテント 、 フンリツ 、 オヨビ ヒ ノ ソウゴ ヘンカン

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説明

本研究では、二成分系溶液の様々な組成を3種類の示強性量に分類した。これらの量は、溶質の示量性量を、（1）溶液の示量性量、（2）溶質と溶媒の示量性量の和、および、（3）溶媒の示量性量で除すことで得られる。そして、濃度、コンテント、分率、および比に関する相互変換について系統的に検討した。濃度については、モル濃度（物質量濃度）、数濃度、質量濃度、体積濃度、コンテントについては、モルコンテント（物質量コンテント）、数コンテント、体積コンテント、分率については、モル分率（物質量分率）、質量分率、体積分率、比については、モル比（物質量比）、質量比、体積比に関する相互変換式を誘導し、得られた結果を表に整理した。エタノールの質量分率が0.500のエタノール水溶液を例にして、この中のエタノールの種々の組成を定義と相互変換式から算出したところ、両者は完全に一致した。組成の相互変換式は単純かつ平易であり、溶液科学の議論に有用である。

In this study, we have classified various compositions of binary solutions into three intensive properties.These compositions are obtained from dividing the extensive properties of solute by the extensive properties of (1) solution, (2) the sum of solute and solvent, and (3) solute. We have systematically investigated interconversion relations among concentrations, contents, fractions, and ratios. In concrete, we have derived interconversion equations on concentrations among molar (amount), number, mass, and volume concentrations, on contents among mole (amount), number, and volume contents, on fractions among mole (amount), mass, and volume fractions, and on ratios among mole (amount), mass, and volume ratios, and summarized these derived equations in tables. We have also calculated various compositions of ethanol in an aqueous ethanol solution which mass fraction of ethanol is 0.500 using both definition equations and derived interconversion equations. Calculated composition values using definition equations are in complete agreement with ones using interconversion equations. These equations are simple and plain, and therefore they are useful for solution science.

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