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无机化学
1.7.2.2 4.2.2 溶液组成标度
4.2.2 溶液组成标度

溶液组成标度是指一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量,其表示方法可分为两大类,一类是用溶质和溶剂的相对量表示,另一类是用溶质和溶液的相对量表示。由于溶质、溶剂或溶液使用的单位不同,溶液组成标度的表示方法也不同。

1)物质的量和物质的量浓度

物质的量:物质的量是用来表示物质多少的物理量,常用符号n 表示,单位为mol(摩尔),在使用摩尔时应指明基本单元,基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是这些粒子的特定组合。

物质的量浓度:溶液中溶质B 的物质的量(nB)除以溶液的体积(V),称为物质B 的物质的量浓度,简称浓度,用符号cB或c(B)表示,即

化学和医学上常用mol/L、mmol/L 或μmol/L 等单位表示。

例4.1 98.0 g H2SO4 溶解在水中形成1.0 L 溶液时,其物质的量浓度为多少?

解 n(H2SO4)==1.0 mol

则c(H2SO4)===1.0 mol/L

物质的量nB与物质的质量mB、物质的摩尔质量MB之间的关系为

例4.2 H2SO4 的摩尔质量为98.0 g/mol,100.0 g 硫酸用H2SO4 表示时的物质的量为多少?

解 n(H2SO4)=≈1.02 mol

应该指出,平常我们所说的浓度,就是指物质的量浓度。世界卫生组织建议:在医学上表示体液浓度时,凡是已知相对分子质量的物质,均用物质的量浓度。对于未知其相对分子质量的物质,则可用质量浓度。

2)质量浓度和质量摩尔浓度

质量浓度:溶液中溶质B 的质量(mB)除以溶液的体积(V),称为物质B 的质量浓度,用符号ρB或ρ(B)表示,即

质量浓度的基本单位是kg/m3,常用单位是g/L、mg/L 和μg/L 等。医学上常用质量浓度表示相对分子质量未知的物质在体液中的含量。应用时注意质量浓度ρB和密度ρ 的区别。

质量摩尔浓度:溶液中溶质B 的物质的量(nB)除以溶剂的质量(mA),称为物质B 的质量摩尔浓度,用符号bB或b(B)表示,单位为mol/kg,即

例4.3 1.0 mol H2SO4 溶解在0.5 kg 水中,则H2SO4 的质量摩尔浓度为多少?

解 b(H2SO4)===2.00 mol/kg

质量摩尔浓度与体积无关,故不受温度变化的影响。对于较稀的水溶液来说,质量摩尔浓度近似等于其物质的量浓度。

3)质量分数和体积分数

质量分数:溶液中溶质B 的质量(mB)与溶液(或混合物)的质量(m)之比,称为溶质B的质量分数,用符号ωB 表示,即

质量分数是量纲为1 的量,也可以用百分数表示。它常用在工业和商业中。

体积分数:溶液中溶质B 的体积(VB)与溶液(或混合物)的体积(V)之比,称为溶质B的体积分数,用符号φB 表示,即

体积分数也是量纲为1 的量,也可以用百分数表示。医学上常用体积分数来表示溶质为液体或气体的溶液的组成。