[第2回]　LPAって何ですか　　☆ウイスキーと科学と数字☆

LPAって何ですか

こんばんは、Whisky Studentでございます。
前回、純アルコールのL数、すなわちLPAが出てきました。
今回はそこから派生していろいろ考えてみることにします。
なんだか科学というより数字一辺倒になりそうな予感...…いや数字は科学だと言い張らせていただきます。

化学の世界では、溶液中の物質の濃度についていろいろな表し方がありまして。ざっくりご紹介しますと
①一定容量(体積)の溶液にその物質がどれだけの容量(体積)で含まれるのか？
　⇒　vol/vol％　(容量％、体積％、vol%とも)。　酒税法の表記はこれに拠ります。
②一定容量(体積)の溶液にその物質がどれだけの重量含まれるのか？
　⇒　g/L、mg/L（ppm）、g/vol%　など。　培地とか試薬溶液とか作るときとか調整するときに楽なんでg/Lとかの濃度で考えますね。
③一定容量(体積)の溶液にその物質がどれだけの分子の数含まれるのか？
　⇒　mol/L　など。反応を考えるときの濃度はこれを使うと便利ですよね。
④一定重量の溶液にその物質がどれだけの重量が含まれるのか？
　⇒　g/100g　(重量％、g/g%やｇ％　とも)。　消防法ではこれで濃度を見るのですよね。

まず①。
酒税法の表記の容量L(またはmL)と、アルコール分の％。
これらの(ほぼ)単純な掛け算で、含まれるアルコールの容量(LPAまたはmLPA)がわかるって寸法です。

700mL、55％なら　700mL × 55％/100％ ＝ 385mLPA
1000L、63％なら　1000L × 63%/100% ＝ 630LPA
これに水を加えて何％にすると何ｍL(またはL)になるか、という計算も簡単にできます。
例えば40％にするとして
385mLPA ÷ 40％/100％ ＝ 962.5mL
630LPA ÷ 40%/100% ＝ 1575L
みたいな感じですね。

では、(需要なさそうですが)これから①を②～④で表したらどうなるのか、
見てみます。※計算は割と条件を簡略化してます。温度とか。
①で40％と63%のものを換算してみましょう。
・エタノールの密度は0.789kg/m3を用います。(酒税法のアルコールはエタノールという物質です)
・エタノールのモル質量　46.07 g mol−1
・アルコール分と密度　40％：0.95121、　63％：0.90620

②g/volの％(100mL中に何グラム、という乱暴な％表記)にしてみます。
40％　⇒　40mLPA/100mL　⇒　31.56gｴﾀﾉｰﾙ/100mL　∴ 32%g/vol
63％　⇒　63mLPA/100mL　⇒　49.707gｴﾀﾉｰﾙ/100mL　∴ 50%g/vol

③mol/Lにしてみます。
40％　⇒　400mLPA/1L　⇒　315.6gｴﾀﾉｰﾙ/L　∴ 6.85mol/L
63％　⇒　630mLPA/1L　⇒　497.07gｴﾀﾉｰﾙ/L　∴ 10.8mol/L

④最後は消防法の重量％にしてみましょうか
40％　⇒　40mLPA/100mL　⇒　31.56gｴﾀﾉｰﾙ/100mL　⇒　31.56g/95.121g
　∴ 33.2%g/g
63％　⇒　63mLPA/100mL　⇒　49.707gｴﾀﾉｰﾙ/100mL　⇒　49.707g/90.620g　　∴ 54.9%g/g

ちなみに消防法で危険物とされる60％(g/g)というのは酒税法では
60%g/g　⇒　60gｴﾀﾉｰﾙ/100g　⇒　76.04mL/(76.04mL+40g水＝15℃では40.03mL)　⇒　76.04mL/116.07mL　∴ 65.5%vol/vol
アルコール分65.5％となります。
(上記のものは水とエタノールの体積(容量)を単純に足した計算値で、実際/厳密には水とエタノールを混ぜると体積が減るため、それを考慮すると容量％で67％以上が危険物ということになるそうです)

☆☆☆☆☆☆☆パラメータと参照・引用元☆☆☆☆☆☆☆

エタノール：Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%82%BF%E3%83%8E%E3%83%BC%E3%83%AB

アルコール分と密度：国税庁
https://www.nta.go.jp/law/tsutatsu/kobetsu/sonota/070622/pdf/fl02.pdf

消防法関連
昭和三十四年総理府令第五十五号
危険物の規制に関する規則　第一条の三　4の二
https://elaws.e-gov.go.jp/document?lawid=334M50000002055_20220101_503M60000008071&keyword=%E6%B6%88%E9%98%B2%E6%B3%95%20%E3%82%A8%E3%82%BF%E3%83%8E%E3%83%BC%E3%83%AB

東京消防庁　重量％で危険物かどうかを判断
https://www.tfd.metro.tokyo.lg.jp/lfe/topics/nichijou/nichijou/arukouru.html#:~:text=%E6%B6%88%E6%AF%92%E7%94%A8%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%81%AF%E3%80%81%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%AB,%E8%A9%B2%E5%BD%93%E3%81%99%E3%82%8B%E3%81%A8%E8%80%83%E3%81%88%E3%82%89%E3%82%8C%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82

水の密度
https://www.eng-book.com/pdfs/7f89996f2a2b7fa0aedc60984ecc4129.pdf