第一節 摩爾濃度的含義
摩爾濃度的含義
溶液的濃度

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)。

濃溶液與稀溶液

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:

  • 稀溶液:溶質的摩爾濃度低於 \(\text{2 mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\)
  • 濃溶液:溶質的摩爾濃度超過 \(\text{5 mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\)
與濃度相關的計算公式:
  • \(\text{溶液的摩爾濃度}\left( \text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-\text{3}}} \right)\ =\ \displaystyle{ \frac{\text{溶質的摩爾數}\left( \text{mol} \right)}{\text{溶液的體積}\left( \text{d}{{\text{m}}^{\text{3}}} \right)} } \)

  • \(\text{溶液的質量體積濃度}\left( \text{g}\ \text{d}{{\text{m}}^{-\text{3}}} \right)\ =\ \displaystyle{ \frac{\text{溶質的質量}\left( \text{g} \right)}{\text{溶液的體積}\left( \text{d}{{\text{m}}^{\text{3}}} \right)} }\)

  • \(\text{溶液的摩爾濃度}\left( \text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}} \right)=\ \displaystyle{ \frac{\text{溶液的質量體積濃度}\left( \text{g}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}} \right)}{\text{溶質的摩爾質量}\left( \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}} \right)} }\)
練習:從溶質的質量和溶液的體積計算溶液的摩爾濃度

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 \(0.10\ \text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\)。

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