【化学】お酒のアルコール度数は体積パーセント濃度。アルコール度数10%のモル濃度を計算した。

危険物取扱者免状

友人とお酒の話になったときに、お酒のアルコール度数XX%という言葉を聞いて、アルコール度数というワードに2つの疑問が出てきました。
 

アルコール度数の疑問

1.アルコール度数とは何か?

2.アルコール度数はモル濃度(mol/L)に変換できないのか?

化学 お酒のアルコール度数は体積パーセント濃度 アルコール度数10 のモル濃度を計算した
 
前提条件:この記事での「アルコール」とは「エタノール C2H5OH」を指します。
 

アルコール度数は体積パーセント濃度

化学を学んだ人が“パーセント”と聞いて迷うのが、「体積パーセント vol%」か「質量パーセント濃度 wt%」どちらであるかということ。
 
お酒のメーカーの技術担当に電話するのが正確で手っ取り早いのですが、Web検索したところ、お酒のアルコール度数は「体積パーセント濃度(vol%)」であることがわかりました。

なお、お酒の濃度などに使われるのは、「体積パーセント濃度」だそうです。溶質の体積を、溶液の体積で割った割合のこと。
引用:http://suzie-news.jp/archives/11394

 
引用の記事では化学専攻なら誰もが知っている、齋藤勝裕先生の本を引用しているので、信頼度は高いです。
 
これで度数10%のお酒1リットル中には100 mL(0.1 L)のエタノールが含まれることがわかりました。
 

アルコール度数をモル濃度に変換

アルコール度数は体積パーセント濃度であることがわかったので、次に必要なのは含有アルコール重量の情報です。
 
それに対する答えは、計量標準総合センター (NMIJ)のHPの資料によると体積パーセント濃度10%では密度が0.986g/cm3とありました。つまりアルコール度数10%のお酒1Lの重さは986gとなります。
 
参考のリンク:https://www.nmij.jp/~dsmnt-tech/cal-ver/alcohol.pdf

 
※2020/06/21更新: 計算式が間違っていましたので、下記修正いたします。

 
http://www.alcohol.jp/expert/expert_table/09%20youryou%20jyuuryou.pdfにある、10vol %のエタノールの100mL中のエタノールの量は7.9422gとなります。

 
この数字を10倍して、1 L中に含まれる、エタノール(10vol%)の重量は79.422gとなります。

 
以下は計算になります。アルコール度数10%のお酒1Lには、エタノール100mLが含まれるため、
0.1*986=98.6
 

アルコール度数10%の1Lのお酒には、98.6gのC2H5OHが含まれます。
 

エタノールC2H5OHは46g/molなので、
79.422/46=1.72656…
 
小数点有効桁2桁で丸めると1.73 mol/Lです。

 
結論として、アルコール度数10%のお酒のモル濃度は2.14 1.73 mol/Lでした。意外とかなり濃いなというのが正直な感想です。

 
あとがき

まきし
まきし

アルコール度数10%のお酒は約1.7 mol/Lの濃度と、結構濃くて意外でした。たまには化学の記事で頭の体操もいいですね。宴会のネタにでもどうぞ。(理系の頭の中はこんなことばかり考えています。)