物質量
物質量を表す歴史的な単位として以下に挙げるようなものがあるが、計量法ではモルのみの使用しか認めていないことから、MSDSのような公示文書や商品の計量表示ではモル以外の表記は推奨されない。
中和反応や酸化還元反応に関与する物質の物質量を表す単位で、水素イオンあるいは電子 1 mol を放出あるいは受容する物質量が 1 グラム当量である。例えば硫酸 98.08 g は 2 mol の水素イオンを放出するから 2 グラム当量である。1 グラム当量の物質を含む 1 L の溶液の濃度が 1 規定である。
気体(ガス)や液体の量を表すときは、体積が用いられることが多い。物質 X の密度を ρ とすると、体積 V と質量 m の間には次の関係がある。
V = m ρ {\displaystyle V={\frac {m}{\rho }}}
物質の密度は、物質の種類により異なるだけでなく、温度や圧力によっても変わる。また物質の三態(相)によっても違う。例えば 0 °C の氷の密度は同じ温度の水の密度より 8 % 小さく、100 °C、1 気圧の水蒸気の密度は同温同圧の水の密度の 1/1600 である。したがって、体積で物質の量を表すときには、温度と圧力(と必要であれば相)を指定しなければならない。さもないと、物質の量を表す他の物理量(粒子数、物質量、質量)との関係が曖昧になる。ただし液体の場合は、液体の圧縮率が小さいので、通常の目的には温度の指定だけで十分なことが多い。
気体の圧縮率は、液体の圧縮率と比べてずっと大きい。そのため、気体の量を表す物理量として体積を用いる際には、圧力と温度の両方を指定しなければならない。気体が理想気体とみなせる場合は、気体の体積 V と物質量 n の間に次の関係がある(理想気体の状態方程式)。
V = n R T p {\displaystyle V={\frac {nRT}{p}}}
ここで、T は熱力学温度、p は圧力、R は気体の種類によらない気体定数である。気体を理想気体とみなせる限りにおいては、気体の体積 V と物質量 n の間の関係式は気体の種類にはよらない。標準状態で 1 mol の理想気体が占める体積を表に示す。
表中の 101325 Pa は 1 気圧に等しい。