浸透圧 計算:モル濃度と温度から Π = i·C·R·T
この浸透圧 計算ツールは OpenStax Chemistry 2e の Π = i · C · R · T(R = 0.08206 L·atm/(mol·K))を使います。例:0.30 mol/L のグルコース水溶液は 37 °C(310.15 K)で 7.64 atm です。
計算例:濃度の入力方法: モル濃度 C · モル濃度 C 0.3 mol/L · 温度 25 °C · ファントホッフ係数 i 1 → 浸透圧:浸透圧 7.34 atm = 7.44 bar。出典:OpenStax Chemistry 2e, 11.4 Colligative Properties: Π = MRT, R = 0.08206 L·atm/(mol·K), Example 11.10 (0.30 M glucose, 37 °C → 7.6 atm), check-your-learning (5.0 g methanol in 0.750 L → 5.3 atm), Table 11.3 van’t Hoff factors (read 09.10.2026)。更新日:
計算方法
Π = i × C × R × T。希薄溶液の浸透圧は、溶けている粒子のモル濃度 C と絶対温度 T(ケルビン)だけで決まります。R は気体定数で、OpenStax の単位では 0.08206 L·atm/(mol·K) です。ファントホッフ係数 i は 1 単位あたりの粒子数で、グルコースは 1、NaCl は完全に電離すれば 2 です。
計算例
| 溶液 | C | i | 温度 | Π |
|---|---|---|---|---|
| グルコース | 0.30 mol/L | 1 | 37 °C | 7.64 atm |
| メタノール 5.0 g を 0.750 L に | 0.208 mol/L | 1 | 37 °C | 5.30 atm |
| NaCl | 0.10 mol/L | 2 | 25 °C | 4.89 atm |
| 非電解質 | 1.0 mol/L | 1 | 25 °C | 24.47 atm |
OpenStax は最初の 2 例を 7.6 atm、5.3 atm としています。1 atm = 101325 Pa(NIST)で換算すると 7.64 atm は 7.74 bar です。初期値の 0.30 mol/L・25 °C では 7.34 atm(7.44 bar)になります。
電解質と実際の溶液
塩の場合は i を掛けます。OpenStax 表 11.3 では、イオンどうしが引き合うため実測の i は理想値より小さく、0.050 mol/kg の NaCl で 2 ではなく 1.9 です。浸透圧より大きな圧力をかけると浸透が逆向きになり、これが逆浸透膜による浄水の原理です。質量と体積からのモル濃度はモル濃度の計算、凝固点や沸点の変化は凝固点降下 計算で求められます。
よくある質問
浸透圧の公式は?
Π = i · C · R · T(C は mol/L、T はケルビン、R = 0.08206 L·atm/(mol·K))。0.30 mol/L のグルコース、37 °C なら 0.30 × 0.08206 × 310.15 = 7.64 atm です。
質量から浸透圧を求めるには?
まずモル濃度を出します。メタノール 5.0 g ÷ 32.04 g/mol = 0.156 mol を 0.750 L にすると 0.208 mol/L。37 °C で 5.30 atm です。
NaCl の i はいくつですか?
理想的には 2(Na⁺ と Cl⁻)。実測値はやや小さく、0.050 mol/kg で 1.9 です。
なぜ温度をケルビンにするのですか?
浸透圧は絶対温度に比例するからです。本ツールは °C の値に 273.15 を足しています。
atm を bar や kPa に換算するには?
1 atm = 101325 Pa = 1.01325 bar = 101.325 kPa です。24.47 atm は 24.79 bar です。
結果はどのくらい正確ですか?
理想的な希薄溶液での計算上の値です。濃い溶液やイオンを含む溶液では、実際の浸透圧はこの目安より低くなります。
出典・根拠
- OpenStax Chemistry 2e, 11.4 Colligative Properties: Π = MRT, R = 0.08206 L·atm/(mol·K), Example 11.10 (0.30 M glucose, 37 °C → 7.6 atm), check-your-learning (5.0 g methanol in 0.750 L → 5.3 atm), Table 11.3 van’t Hoff factors (read 09.10.2026)
- NIST SP 811, Appendix B.8 – 1 atm = 101 325 Pa, 1 bar = 10⁵ Pa (read 09.10.2026)
更新日: · 編集方針
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