定義
物質的量濃度(amount of substance concentration)定義為溶液中溶質B的物質的量除以混合物的體積,簡稱濃度,用符號c(B)表示,即:
式中,Cb代表溶質的物質的量濃度,n代表溶質的物質的量,V代表溶液的體積,如果沒有做特別說明的話,那么認為:溶劑為水。物質的量的SI單位為mol·m-3,常用單位為mol·dm-3或mol·L-1。
注意
物質的量濃度公式中的體積是指溶液的體積,而不是溶劑的體積。
在一定物質的量濃度溶液中取出任意體積的溶液,其濃度不變,但所含溶質的
物質的量或質量因體積的不同而不同。
溶質的量是用物質的量來表示的,不能用物質的質量來表示。
例如:配製1mol/L的氯化鈉溶液時,氯化鈉的式量為23+35.5=58.5,故稱取58.5g氯化鈉,加水溶解,定容至1000ml即可獲得1mol/L的氯化鈉溶液。
溶質可以是
單質、化合物,也可以是離子或分子等其他特定組合,如 c(NaCl)。
非電解質在其
水溶液中以分子形式存在,溶液中溶質微粒的濃度即為溶質分子的濃度。如 1mol/L乙醇溶液中,乙醇分子的物質的量濃度為1mol/L。
強酸、
強鹼、可溶性鹽等
強電解質在其水溶液中以
陰離子和
陽離子形式存在,各種微粒的濃度要根據溶液的濃度和溶質的
電離方程式來確定。
換算
1.二者都表示溶液的組成,可以通過一定關係進行相互換算。
將溶質的質量分數換算成物質的量濃度時,首先要計算1L溶液中含溶質的質量,換算成相應物質的量,有時還需將溶液的質量換算成溶液的體積,最後才換算成溶質的物質的量濃度。
將溶質的物質的量濃度換算成溶質的質量分數時,首先要將溶質的物質的量換算成溶質的質量,有時還將溶液的體積換算成質量,然後換算成溶質的質量分數。
n=m/M=V·ρ·ω/M,c=n/V
c= (V·ρ·ω/M)/V= V·ρ·ω/MV=1000ρ·ω/M(倒數第二步,ρ(密度)的單位是克每立方厘米,乘以1000換成與物質的量濃度同樣的單位,即克每升)
2.不同物質的量濃度溶液的混合計算
物質的量濃度相近時,可以近似看成混合後溶液體積不變。
混合後溶液體積不變時 C1V1+C2V2=C3 (V1+V2)
混合後溶液體積改變時 C1V1+C2V2=C3V3
套用
世界衛生組織提議,凡是已知相對分子質量的物質在體液內的含量均套用物質的量濃度表示。物質的量濃度在醫學上已逐漸推廣使用。例如人體血液中葡萄糖含量的正常值,按法定計置單位應表示為c(
)=3.9 ~5.6 mmol/L。對於未知摩爾質量的物質可用質量濃度表示。對於注射液,世界衛生組織認為,在絕大多數情況下,應同時標明質量濃度和物質的量濃度。例如,臨床上輸液用的等滲葡萄糖溶液,過去常標為5%, 現應標為 50 g/L
和0.28 mol/L
。
配置溶液
實驗儀器
配製步驟
⑴計算:計算配製所需固體溶質的質量或液體
濃溶液的體積。
⑵稱量:用托盤天平稱量固體質量或用量筒(套用移液管,但中學階段一般用量筒)量取液體體積。
⑶溶解:在燒杯中溶解或稀釋溶質,冷卻至室溫(如不能完全溶解可適當加熱)。
⑷轉移:將燒杯內冷卻後的溶液沿玻璃棒小心轉入一定體積的容量瓶中(玻璃棒下端應靠在容量瓶刻度線以下)。
⑸洗滌:用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,並將洗滌液轉入容器中,振盪,使溶液混合均勻。
⑹定容:向容量瓶中加水至刻度線以下1cm~2cm處時,改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰好與刻度線相切。
⑺搖勻:蓋好瓶塞,用食指頂住瓶塞,另一隻手的手指托住瓶底,反覆上下顛倒,使溶液混合均勻。
⑻裝瓶貼簽:最後將配製好的溶液倒入試劑瓶中,貼好標籤。
注意事項
⑴只能配製容量瓶上規定容積的溶液。
⑵ 轉移溶液時玻璃棒要靠在刻度線以下。
⑶如果加水定容超過了刻度線,不能將超出部分吸走,而應重新配製。
⑷用膠頭滴管定容時,眼睛應平視液面。
⑸搖勻後若出現液面低於刻度線的情況,不能再加水。
誤差分析
可能引起誤差的操作 | m(n) | V | c/mol·L-1 |
| 減小 | 不變 | 偏小 |
| 減小 | 不變 | 偏小 |
3、溶質中含有雜質 | 減小 | 不變 | 偏小 |
4、用量筒量取液體(此處液體指溶質為液體,下同)時仰視讀數 | 增大 | 不變 | 偏大 |
5、用量筒量取液體時俯視讀數 | 減小 | 不變 | 偏小 |
6、溶解前燒杯內有水 | 不變 | 不變 | 無影響 |
7、攪拌時部分液體濺出或向容量瓶轉移液體時有少量液體流出 | 減小 | 不變 | 偏小 |
8、未洗滌燒杯和玻璃棒 | 減小 | 不變 | 偏小 |
9、未冷卻至室溫就注入容量瓶 | 不變 | 減小 | 偏大 |
| 減小 | 不變 | 偏小 |
11、定容搖勻後,發現液面下降,再加水 | 不變 | 增大 | 偏小 |
12、定容時,仰視刻度線 | 不變 | 增大 | 偏小 |
13、定容時,俯視刻度線 | 不變 | 減小 | 增大 |