本
文
摘
要
设 溶质的质量为 质m质m_质 (g),溶液的质量为 液m液m_液 (g),溶液的密度为 ρρ (g/mL),溶液的体积为 VV (mL),溶质的质量分数为 ωω ,物质的量为 nn (mol),溶质的摩尔质量为 MM (mol/L)。
则:
溶质的质量 质液m质=m液ω=ρVωm_质 = m_液 ω=ρVω (g),
溶质的物质的量 质n:=m质M=ρVωMn:=\frac{m_质}{M}=\frac{ρVω}{M} (mol);
溶液的体积 VV (mL)。[已设]
于是,溶液中,溶质的物质的量浓度
c:=nV=ρVωM⋅1V=ρωMc:=\frac{n}{V}=\frac{ρVω}{M}\cdot \frac{1}{V} =\frac{ρω}{M} (mol/mL) =1000ρωM(mol/L)\color{red}{ =\frac{1000ρω}{M} \quad \rm{(mol/L)}} 。上式中, ρρ 、 MM 等参数可以通过查表获得, ωω 可以通过容易宏观称量的质量( mm )进行制备与计算。因此,通过该导出公式,可以很直接地求出溶液中溶质的物质的量浓度,从而可以更方便地利用 稀溶液稀溶液浓溶液浓溶液c稀溶液⋅V稀溶液=c浓溶液⋅V浓溶液c_{稀溶液}\cdot V_{稀溶液}=c_{浓溶液}\cdot V_{浓溶液} 配制出特定物质的量浓度的溶液。————————————
【注】
① 高中化学中,密度的单位通常用 g/mL,而物质的量浓度的单位通常用 mol/L,因此最后一步求浓度时需要乘 1000,将 1mL 中物质的量换算成 1L 中物质的量。换言之,这里的「1000」并不是原始公式中自带的常数。
② 「物质的量浓度」,顾名思义,就是 用物质的量定义的浓度。其命名方式与题主在初中学过的「质量分数」是完全相同的。具体来说,「质量分数」就是 用质量之比定义的百分数。由此可见,「物质的量浓度」是一个专有术语,不可以简略地称作「物质的浓度」。
③ 上述推导中的 := 表示 定义式,既可以表示「等于」,也可以表示「定义为」。