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溶液的濃度

銅臭 / 2022-07-21

在一定量的溶液(或溶劑)中，所含溶質(zhì)的量稱為溶液的濃度。溶液的濃度是說明溶質(zhì)和溶劑之間量的關(guān)系。表示溶液濃度的方法很多，下面介紹幾種常用的表示法。

一、百分濃度

用百分濃度表示溶液濃度時(shí)有兩種方法，即重量百分濃度和容積百分濃度:

1.重量百分濃度，以“A%”或“A% (重/重)”表示。用溶質(zhì)的重量占全部溶液重量的百分比表示的濃度，叫做該溶液的重量百分濃度。例如電廠陽離子交換樹脂再生所用食鹽溶液的濃度5%,就是指100克食鹽溶液中含有5克食鹽和95克水,或者說在100公斤食鹽溶液中含有5公斤食鹽和95公斤水。

溶液的重量百分濃度可用下式來計(jì)算:

例1:將182公斤的食鹽( NaC1)溶于1818公斤水中，求此溶液的重量百分濃度。

解:食鹽溶液的重量百分濃度為:

答:食鹽溶液的重量百分濃度是9.1%。

例2:實(shí)驗(yàn)室為再生陰離子交換樹脂，需配5 %NaOH溶液4公斤，問需NaOH及水各若干公斤?

解:需要溶質(zhì)NaOH的重量為: 4x0.05=0.2 公斤

4公斤5 %NaOH溶液中含NaOH0.2公斤，則水(溶劑)的重量為:

4-0.2=3.8公斤

答:需要0.2公斤NaOH和3.8公斤水。

例3:某電廠為了酸洗鍋爐，雷用3 %鹽酸客50公斤，問需31%工業(yè)鹽酸和水各多少公斤？

解: 5000 公斤3 %鹽酸溶液中，溶質(zhì)HCI的重量: 5000X0.03= 150公斤

150公斤的HCI，相當(dāng)于31%鹽酸的重量:

150÷0.31= 484公斤

配制5000公斤3%鹽酸溶液，所需水的重量:

5000-484=4516公斤

答:需要濃度為31%工業(yè)鹽酸484公斤，水4516公斤。

在配制溶液時(shí)，如果是用濃溶液加水稀釋的方法或者是用兩種重量百分濃度不同的溶液混合的方法來配制，其計(jì)算方法也可用一種較簡單的十字交叉法，即:

如用水配制溶液時(shí)，其中溶質(zhì)的百分濃度應(yīng)為0%，即c=0。如例3可用十字交叉法求解如下:

上圖表明，要配制3%鹽酸溶液，就要每3份重量的濃鹽酸加28 份重量的水，即濃鹽酸所占的重量分率為3/3+28;水的重量分率為28/3+28現(xiàn)要配制5000公斤3%鹽酸溶液，需用31%鹽酸重量為:

5000×3/3+28=484公斤

需用水的重量為:

5000×28/3+28= 4516公斤

重量百分濃度是一種常用的濃度，通?？珊喴椎赜帽戎赜?jì)(圖6-5)測出溶液的比重，即可查得溶液的濃度。這是由于簾波的比重是隨著它的重量百分濃度的改變而改變的，若事先測得某溶液各種重量百分濃度時(shí)的比重，那么只需測定溶液的比重再通查表就可以知道容液的重量百分濃度。某些酸、堿和鹽的重量百分濃度與比重的關(guān)系見附表2。

溶液的比重是指它在一定溫度(通常是15°C或20°C)時(shí)的密度與水在4°C時(shí)密度的比值，所以比重沒有單位，但在數(shù)值上卻與該溶液的密度(克/厘米³)相同(因水在4°C時(shí)的密度為1克/厘米³)。例如37%HCl溶液的比重為1.19,也就是說它的密度是1.19克/厘米。

知道了溶液的體積(V)和密度(d),就能計(jì)算出溶液的重量(w):

w=d×V

在化工生產(chǎn)中，有時(shí)用普通比重計(jì)不易精確讀出小數(shù)的末尾數(shù)字，故不能測知較為精確的濃度。因此，又采用測量精度較高的波美計(jì)測定溶液的波美度(用°Be'表示)，以示溶液的比重。

波美計(jì)分重、輕兩種:重波美計(jì)用于測定比水重的液體(單位為重波美度)，輕波美計(jì)用于測定比水輕的液體(單位為輕波美度)。波美度和比重有下列換算關(guān)系:

用波美計(jì)測出溶液的波美度后，同樣可從相應(yīng)的對(duì)照表中查出它的比重和重量百分濃度。由于波美計(jì)的刻度是整數(shù)，測定又簡易，所以在生產(chǎn)上應(yīng)用也較多。如用來測定鹽水、硫酸和酒精等溶液的比重和濃度。

2.容積百分濃度，以“A%(重/容)”表示。用100毫升(或升)溶液中所含溶質(zhì)克數(shù)(或公斤數(shù))表示的濃度，叫做該溶液的容積百分濃度。例如，經(jīng)常用的1%(重/容)酚酞指示劑，就是稱取1克酚酞溶于酒精中，使溶液體積為100毫升。

例4:如何配制5%(重/容) AgNO?溶液500毫升? 解:需要AgNO?的重量: 500x0.05=25克

答:稱取25克AgNO?,先用少量水溶解，再用水稀釋至500毫升即得。

由于物質(zhì)溶解時(shí)，溶液的體積要發(fā)生變化，因此在配制時(shí)，通常要放在已確定體積的容器——容量瓶——中稀釋，這與配制重量百分濃度方法不同。由于溶液體積隨溫度而改變，因此溶液體積百分濃度會(huì)受到溫度的一定影響。

二、克分子濃度

克分子濃度分重量克分子濃度和體積克分子濃度兩種:

1.重量克分子濃度，以“m"表示。用1000克溶劑中所含溶質(zhì)的克分子數(shù)來表示的濃度，叫做該溶液的重量克分子濃度，以字母表示。例如，在1000克水中含有1克分子(即98克) H:SO,，則此溶液的重量克分子濃度為1m。

例5: 250克水中含有20克NaOH,計(jì)算此溶液的重量克分子濃度。

解: 1克分子NaOH重40克，則20克NaOH 的克分子數(shù)為:

20/40=0.5克分子

溶液重量克分子濃度為:0.5/250×1000=2m

答:此溶液的重量克分子濃度為2m。

2.體積克分子濃度，以“M"表示。用1升溶液中所含溶質(zhì)的克分子數(shù)(或1毫升溶液中所含溶質(zhì)的毫克分子數(shù))來表示的濃度，叫做該溶液的體積克分子濃度(簡稱為克分子濃度)，以M表示。例如，1 升NaOH溶液里含有1克分子NaOH (即40克)，則此溶液濃度就是1M;反之，2MNaOH溶液，則表示每升NaOH溶液中含有2克分子NaOH (即80克)。

若溶液體積以V(升或毫升)表示，則克分子濃度可用下式計(jì)算:

由此可見，如果溶質(zhì)的克分子數(shù)不變，則溶液的克分子濃度和體積成反比。此式可用于溶液的稀釋，如以M?和V?分別代表濃溶液的克分子濃度和體積，M?和V?分別代表稀溶液的克分子濃度和體積，由于稀釋前后溶質(zhì)克分子(或毫克分子)數(shù)不變，可得溶液的稀釋公式:

M?V?=M?V?

例6: 如何配制500毫升0.1MNaOH溶液?

解: 500毫升0.1MNaOH溶液中所含溶質(zhì)的克分子數(shù)為:

0.1×500/1000=0.05克分子

因1克分子NaOH的重量是40克，0.05克分子NaOH的重量為:

0.05X40=2克

答:“稱取2克NaOH,先用少量水溶解，再用水稀釋至500毫升即成。

例7:欲配制500毫升1.5MHCI溶液，問需要12MHCl多少毫升?

解:根據(jù)公式(6-4)M?V?=M?V?

設(shè)需要12MHC1毫升數(shù)為V?，將已知數(shù)值代入上式得:

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