「wt%」って、日常生活ではあまり見かけない単位ですよね？ 実はこれ、化学の分野でよく使われる「濃度」を表す単位なんです。「％」と似ているけれど、何か違うの？と疑問に思った方もいるのではないでしょうか。
この記事では、wt%の意味や計算方法をわかりやすく解説し、 ％（百分率）との違い や vol%などの類似単位との比較 を通して、濃度の概念をより深く理解できるよう解説していきます。
例えば、食塩水100gの中に食塩が10g溶けている場合、食塩の濃度はどのように表せるでしょうか？
この疑問を通して、wt%について理解を深め、濃度計算をマスターしましょう！
ｗｔ％とは意味は？％（百分率）との違いは？
awt%（ウェイトパーセント）とは、ある物質に含まれる成分の割合を、質量（重さ）を基準にして百分率で表した値です。
簡単に言うと、「全体を100としたときに、対象物がどれだけの重さで含まれているか」を表すのがwt%です。
wt%と％（百分率）の違い
- ％（百分率）： 全体を100とした時の割合を示す、一般的な表現方法。
- wt%（ウェイトパーセント）: 質量を基準にした百分率。
つまり、wt%は百分率の一種で、特に質量を基準にしていることを明確に示したい時に用いられます。
wt%の計算方法
wt%は下記の式で計算できます。
wt% = (溶質の質量 ÷ 溶液全体の質量) × 100
- 溶質: 溶けている物質 (例: 食塩)
- 溶液: 溶質が溶けている液体 (例: 食塩水)
例えば、水100gに砂糖10gを溶かした砂糖水のwt%は、
(10g ÷ 110g) × 100 = 9.1 wt%
となります。
ｗｔ％とvol%の違いは？
wt%と似た表現にvol%（ボリュームパーセント）があります。
- wt%： 質量を基準にした百分率。
- vol%: 体積を基準にした百分率。
例えば、水100mLにエタノール10mLを混ぜた混合液の場合、
- エタノールのwt%： エタノールの質量が混合液全体の質量の何%か
- エタノールのvol%： エタノールの体積が混合液全体の体積の何%か
をそれぞれ表します。
ｗｔ％応用問題
食塩水とエタノール水溶液の濃度計算問題
問題1: 食塩水の濃度 (wt%)
問題: 食塩5gを水95gに溶かして食塩水を作りました。この食塩水の濃度をwt%で表しなさい。
解法:
wt%は「溶質の質量 ÷ 溶液全体の質量 × 100」で計算できます。
- 溶質：食塩 (5g)
- 溶液全体：食塩 + 水 = 5g + 95g = 100g
よって、食塩水の濃度は
(5g ÷ 100g) × 100 = 5 wt%
となります。
問題2: 食塩の質量
問題: 濃度10wt%の食塩水100g中に、食塩はいくグラム含まれていますか？
解法:
10 wt%の食塩水とは、食塩水100g中に食塩が10g含まれていることを意味します。
よって、食塩は 10g 含まれています。
問題3: エタノールと水の質量
問題: 濃度20wt%のエタノール水溶液1リットルを作りたいと思います。エタノールと水はそれぞれ何グラム必要ですか？（エタノールの密度は0.789 g/cm3とする）
解法:
1. エタノールの質量を求める
- 20 wt%のエタノール水溶液とは、溶液100g中にエタノールが20g含まれていることを意味します。
- 1リットル (1000mL) の水溶液を作成するためには、必要なエタノールの質量は、20g/100g × 1000g = 200g となります。
2. エタノールの体積を求める
- エタノールの密度は0.789 g/cm3なので、200gのエタノールの体積は、200g ÷ 0.789 g/cm3 = 253.5 cm3 となります。
- 1 cm3 = 1 mL なので、253.5 cm3 = 253.5 mL となります。
3. 水の体積を求める
- エタノール水溶液を1リットル(1000mL)作るので、必要な水の体積は、1000mL – 253.5mL = 746.5 mL となります。
4. 水の質量を求める
- 水の密度は1 g/cm3なので、746.5mLの水の質量は746.5gになります。
回答: 濃度20wt%のエタノール水溶液1リットルを作るためには、エタノール200gと水746.5gが必要です。
まとめ：ｗｔ％とは意味は？％（百分率）との違いは？
wt%は、溶液中の成分の割合を質量基準で表す場合に用いられる、わかりやすい表現方法です。
特に化学の分野では、溶液の濃度を表す際に、wt%がよく使われます。
wt%とは、溶液中の溶質の割合を、重量（質量）で表した濃度のことです。
- wt: weight（重量）の略
- %: パーセント（百分率）
つまり、溶液100gの中に溶質が何グラム含まれているかを表す指標です。
■wt%の計算方法
wt% = (溶質の質量 ÷ 溶液全体の質量) × 100
- 溶質: 溶液に溶かされている物質
- 溶媒: 溶質を溶かす物質
- 溶液: 溶質と溶媒が混ざり合ったもの
例：食塩水
100gの食塩水に、食塩が5g溶けている場合、食塩の濃度は
(5g ÷ 100g) × 100 = 5wt%となります。
■wt%のメリットとデメリット
- メリット
- 温度変化の影響を受けにくい：体積は温度によって変化しますが、質量は温度によってほとんど変化しないため、wt%は温度変化の影響を受けにくいです。
- 計算が簡単：質量を測るだけで計算できるため、実験操作が比較的簡単です。
- デメリット
- 溶液の体積が分からない：wt%からは、溶液の体積を直接求めることはできません。
- 異なる溶媒での比較が難しい：溶媒の種類によって密度が異なるため、異なる溶媒中の溶液の濃度を直接比較することが難しい場合があります。
■wt%とvol%の違い
- wt% (重量パーセント濃度): 溶質の質量と溶液全体の質量の比を百分率で表したもの
- vol% (体積パーセント濃度): 溶質の体積と溶液全体の体積の比を百分率で表したもの
どちらを使うべきか
- 溶液の密度が一定である場合: wt%とvol%はほぼ同じ意味で使えます。
- 溶液の密度が異なる場合: wt%の方が正確な濃度を表します。
wt%のポイント
- 溶質の質量と溶液全体の質量の比を百分率で表す
- 温度変化の影響を受けにくい
- 計算が簡単
■その他の濃度の表し方
- mol/L (モル濃度): 1リットルの溶液中に溶けている溶質の物質量
- molality (モル濃度): 1kgの溶媒に溶けている溶質の物質量
