はじめに
今回は濃度計算について説明しよう。そもそも濃度というと文字通りものの濃さを表すんだ。そして、濃度計算とはものの濃さを数字で表現するということだ。難しく考えることはない。今朝の食事で味噌汁を食べてきた人もいるだろう。この味噌汁の味付けが薄いとか濃いというのを数字で表すというわけだ。その代表的な計算式が質量パーセント濃度の公式だ。今から、この公式について説明を進めていこう。
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ポイント１：３つの用語を押さえる
公式を説明する前に、みんなに押さえてもらいたい３つの用語がある。この用語があやふやだと、自由自在に公式が使えなくなるから完璧に理解してもらいたい。
それでは説明しよう。まず塩とか砂糖を溶かす状況を考えてもらいたい。これから溶かすもの、この粒々をイメージしてみたまえ。こういうものを溶質というのだ。逆に溶かすものは溶媒という。そして、溶質が溶媒に完全に溶けたものを溶液というのだ。
みんなには、この用語を完璧に使い分けられるようになってもらいたい。
ところで、みんなは塩を溶かす時に溶媒として何をイメージしたかね。水をイメージをした人が多いのではないかな？？物を溶かす時、多く場合、水が使われるから、その場合、この溶液のことを水溶液というのだ。日常生活の範囲では、溶かすものとしてほとんど水を利用することになる。しかし、危険物を取り扱うようになってくると、水以外の溶媒を取り扱うことになってくるのだ。
では、これらの用語を完璧に使い分けて、質量パーセント濃度の公式を見ていこう。
ポイント２：質量パーセント濃度の式を確認する
質量パーセント濃度の公式は、溶質の質量を溶液の質量で割ったものをさらに100倍したものだ。100倍とはつまり、１００をかけるということ。そして、ここでは割り算を分数で表現している。
さぁこれから公式を使って計算しよう・・・と言いたいところだが、もう少し質量パーセント濃度の公式について考えておきたい。実は、溶液の濃さというのは、溶質の質量を溶液の質量で割ってしまえば表現できるんだ。
例えば、２ｇの塩が溶けた１００ｇの塩水の濃さは、２÷１００で０．０２、
２０ｇの塩が溶けた１００ｇの塩水の濃さは、２０÷１００で０．２となる。
０． ０２よりも０．２の方が数字が大きいから、２０ｇの塩が溶けた塩水の方が濃いということがわかる。では、なぜ１００をかけているのか？ということを皆には知っておいてもらいたいんだ。
今、２種類の計算をして、０．０２と０．２という結果が求められたが、どうだい？みんな？
少数ってわかりにくくないか？？
そこでだ。今求めた計算結果に１００をかけてみたらどうだね？？
２ｇの場合だったら２、２０ｇの場合だったら２０となるから、２つの数字の大きさを比べ安く
なったのではないかな？？
みんなは今まで１００点満点のテストを受けてきたから、１００という数字には慣れているだろう。１００点満点中、８０点という具合に、全体を１００としたら８０含まれているという風に考えられると、スッキリしていて、とても便利なんだ。
ちなみに、このように全体を１００とした時、いくつに相当するかという割合のことを百分率という。
さぁ、それでは実際に計算してみよう。
ポイント３：実際に式を使って計算する
確認だが、科学の世界では、塩（食塩）のことを塩化ナトリウムと言う。つまり塩化ナトリウム水溶液とは食塩水のことだ。
パッと数式が立てられる人は、私の解説を待たずに計算を進めてみたまえ。
質量パーセント濃度の公式を使うと、分数の分子には溶質の質量が入って、分母には溶液の質量が入る。だから計算式は、２００分の３０そして掛ける１００となる。これを計算すると、答えは１５%になる。
単位のパーセントを書き忘れないようにしてほしい。単位がないと、何を求めたのかがわからなくなるのだ。２００分の３０掛ける１００イコール１５と書かれても、質量を求めているのか長さを求めているのか、さっぱりわからない。
そこで１５%とと書くと、これは塩化ナトリウム水溶液全体を１００ｇとした時に、塩化ナトリウムが１５ｇ溶けていると理解できるのだ。
それでは、次に行ってみよう。
さっきと考え方は変わらない。溶質の質量は５０ｇだ。溶液の質量は、２００ｇの水に５０ｇの塩が溶けているから、２００＋５０と書ける。最後に１００を掛けたら答えは、２０パーセントだ。
さて、ここでもう一度公式に戻って整理をしておきたい。
さっきの問題では、「溶液の質量を溶媒の質量」＋「溶質の質量」で表現したから、質量パーセント濃度の公式は、「溶媒の質量」÷「溶質の質量」分の「溶質の質量」×１００ともかける。
溶液の質量がわからない時は、溶液の質量を求めてから計算することになるのだ。
では、溶質の質量を求めたいとき。君ならどうする？？
私ならこうする。まぁ、みたまえ。
今、質量パーセント濃度の公式がある。この式の両辺に、溶液の質量をかけてから１００を割ってみたい。
するとどうなる？？
左辺は、「質量パーセント濃度」×「溶液の質量」÷１００。それが右辺の「溶質の質量」とイコールで結ばれるから、この式を利用すれば、溶質の質量が求められるようになる。１００で割る代わりに１００分の１を書けるとして分数で表現してみるのもいい。
それでは、計算練習してみよう。
例題の③番。２０％食塩水が４００ｇある。食塩は何ｇ溶けているか？
質量パーセント濃度は２０だ。そこに食塩水の質量４００ｇをかけて１００で割ったら答えは、８０ｇとなる。
私からの説明は今日はここまでとしよう。それでは、皆の検討を祈る。
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