物质的量浓度

化学定量分析常涉及溶液的配制和溶液浓度的计算,利用化学反应进行定量分析时,用物质的量浓度来表示溶液的组成更为方便。溶质(用字母B表示)的物质的量浓度(molarity)是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,用符号 Cb 表示,常用单位为mol/L。
- 中文名 物质的量浓度
- 外文名 amount-of-substance concentration of B
- 常用单位 mol/L
- 学 科 化学
注意
⑴物质的量浓度公式中的体积是指溶液的体积,而不是溶剂的体积。
⑵在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液,其浓度不变,但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。
⑶溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或其他特定组合。
如 C(Cl2)=0.1mol/L C(NaCl)=0.2mol/L C(Fe)
⑷溶质的量是用物质的量来表示的,不能用物质的质量来表示
例如:配制1mol/L的氯化钠溶液时,氯化钠的相对分子量为23+35.5=58.5,故称取58.5g氯化钠,加水溶解,定容至1000ml即可获得1mol/L的氯化钠溶液
(5)带结晶水的物质作溶质时,溶质是结晶水合物中除去结晶水剩下的部分。
实验仪器
除试剂外,配制中必须用到的实验仪器有:容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,用固体配制还需用到托盘天平和药匙、(或烧杯),用液体配制还需用量筒(或滴定管、移液管)等等。
配制步骤
⑴计算:计算配制所需固体溶质的质量或液体浓溶液的体积。
⑵称量:用托盘天平称量固体质量或用量筒(应用移液管,但中学阶段一般用量筒)量取液体体积。
⑶溶解:在烧杯中溶解或稀释溶质,冷却至室温(如不能完全溶解可适当加热)。
⑷转移:将烧杯内冷却后的溶液沿玻璃棒小心转入一定体积的容量瓶中(玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下)。
⑸洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转入容器中,振荡,使溶液混合均匀。
⑹定容:向容量瓶中加水至刻度线以下1cm~2cm处时,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度线相切。
⑺摇匀:盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,反复上下颠倒,使溶液混合均匀。
⑻装瓶贴签:最后将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
注意事项
⑴只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
⑵ 转移溶液时玻璃棒要靠在刻度线以下。
⑶如果加水定容超过了刻度线,不能将超出部分吸走,而应重新配制。
⑷用胶头滴管定容时,眼睛应平视液面。
⑸摇匀后若出现液面低于刻度线的情况,不能再加水。
误差分析
可能引起误差的操作 | m(n) | V | c/mol·L^-1 |
1、药品、砝码位置左右颠倒(使用了游码) | 减小 | 不变 | 偏小 |
2、称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长 | 减小 | 不变 | 偏小 |
3、溶质中含有杂质 | 减小 | 不变 | 偏小 |
4、用量筒量取液体(此处液体指溶质为液体,下同)时仰视读数 | 增大 | 不变 | 偏大 |
5、用量筒量取液体时俯视读数 | 减小 | 不变 | 偏小 |
6、溶解前烧杯内有水 | 不变 | 不变 | 无影响 |
7、搅拌时部分液体溅出或向容量瓶转移液体时有少量液体流出 | 减小 | 不变 | 偏小 |
8、未洗涤烧杯和玻璃棒 | 减小 | 不变 | 偏小 |
9、未冷却至室温就注入容量瓶 | 不变 | 减小 | 偏大 |
10、定容时,水加多了,用滴管吸出 | 减小 | 不变 | 偏小 |
11、定容摇匀后,发现液面下降,再加水 | 不变 | 增大 | 偏小 |
12、定容时,仰视刻度线 | 不变 | 增大 | 偏小 |
13、定容时,俯视刻度线 | 不变 | 减小 | 增大 |
微粒浓度
1、非电解质在其水溶液中以分子形式存在,溶液中溶质微粒的浓度即为溶质分子的浓度。
如 1mol/L乙醇溶液中,乙醇分子的物质的量浓度为1mol/L。
2、强酸、强碱、可溶性盐等强电解质在其水溶液中以阴离子和阳离子形式存在,各种微粒的
浓度要根据溶液的浓度和溶质的电离方程式来确定。
如:1mol/L NaCl溶液中: C(Na)=1mol/L C(Cl)=1mol/L
1mol/L H2SO4溶液中: C(H)=2mol/L C(SO4)=1mol/L
1mol/L Ba(OH)2溶液中: C(Ba)=1mol/L C(OH)=2mol/L
1mol/L Fe2(SO4)3溶液中:C(Fe)=2mol/L C(SO4)=3mol/L
物质的量浓度
1、关于物质的量浓度概念的计算
由CB=nB/V
可得CB=(m/M)/V=m/MV
注意:其中 V指的是溶液的体积,而不是溶剂的体积。
2、溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算。
二者都表示溶液的组成,可以通过一定关系进行相互换算。
将溶质的质量分数换算成物质的量浓度时,首先要计算1L溶液中含溶质的质量,换算成相应物质的量,有时还需将溶液的质量换算成溶液的体积,最后才换算成溶质的物质的量浓度。
将溶质的物质的量浓度换算成溶质的质量分数时,首先要将溶质的物质的量换算成溶质的质量,有时还将溶液的体积换算成质量,然后换算成溶质的质量分数。
n=m/M=V·ρ·ω·1000 /M
C=n/v
C= (V·ρ·ω/M)/V= V·ρ·ω/MV=ρ·ω/M
[式中:ρ-溶液的密度,单位为g/mL或g/cm3
ω-溶质的质量分数
M-溶质的摩尔质量,数值等于物质的式量
1000-指1000mL溶液
以下公式所用与此相同。
推断过程:假设取 1L溶液,则:C=ρ·ω·1000/M
若题目中出现了溶解度S,则可用代入上两个公式,得:C={1000·ρ·(S/100+S)}/M
[式中S-某温度下的溶解度,以g为单位;100-指100g水]
3、一定物质的量浓度溶液的稀释
由溶质的物质的量在稀释前后不变得 C1V1=C2V2
(C1、C2为稀释前后溶质的物质的量浓度)。
4、不同物质的量浓度溶液的混合计算
物质的量浓度相近时,可以近似看成混合后溶液体积不变。
混合后溶液体积不变时 C1V1+C2V2=C3 (V1+V2)。
混合后溶液体积改变时 C1V1+C2V2=C3V3
稀释定律:C浓V浓=C稀V稀(高中)
m浓W浓=m稀W稀(初中)
5.关于物质的量浓度与质量分数的转化(推导和演化)
C=ρ·ω·1000/M
其中,C:物质的量浓度(单位mol/L)
ω:溶液的密度,(形式为质量分数,<1)
ρ:密度,(单位g/mL)
M:物质的摩尔质量,(单位g/mol)
c=n/V
n(溶质的物质的量)=ω*m(溶液质量)/M
m(溶液质量)=ρ· V
溶液的溶质质量=ω(质量分数)·ρ(密度)·V
故,n(溶质的物质的量)=ω·ρ·V / M
C= n/V
=(ω·ρ· V /M) / V
=ω·ρ· V /M V
=ω·ρ/M
若密度ρ单位为1000kg/m^3(国际单位)=1 g/cm^3