溶液的摩爾濃度是指一立方分米溶液中所含溶質的摩爾數,其單位是 \(\text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\)。物質的摩爾濃度可用中括號表示,例如:碳酸鈉溶液的摩爾濃度,可表示為 \(\left[ \text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{aq} \right) \right]\)。
除了摩爾濃度,還有一種常見的濃度表示方法——質量體積表示法。因此,在進行涉及溶液的計算時,經常需要處理溶液濃度之間的換算(如右側所示)。
根據溶液摩爾濃度的大小,可將其分為濃溶液和稀溶液。其中:
把 \(14.3\ \text{g}\) 碳酸鈉晶體(\(\text{N}{{\text{a}}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{O}}_{\text{3}}}\centerdot \text{10}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\))溶於水,製成 \(\text{500}\text{.0 c}{{\text{m}}^{\text{3}}}\) 的溶液,計算該碳酸鈉溶液的摩爾濃度(答案保留至小數點後兩位;\(\text{N}{{\text{a}}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{O}}_{\text{3}}}\centerdot \text{10}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\) 的摩爾質量為 \(\text{286}\text{.0}\ \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\))。
題解:
根據摩爾濃度計算公式:
\[\text{溶液的摩爾濃度}\left( \text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}} \right)=\ \displaystyle{ \frac{\text{溶液的質量體積濃度}\left( \text{g}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}} \right)}{\text{溶質的摩爾質量}\left( \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}} \right)} }\]
\[\left[ \text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{aq} \right) \right]=\frac{14.3\ \text{g}}{286.0\ \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\times \ 500.0\ \text{c}{{\text{m}}^{3}}}=0.10\ \text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\]
所以,所得碳酸鈉溶液的摩爾濃度是 \(0.10\ \text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\)。