物质的量浓度

1.物质的量浓度

(1)定义：用单位体积的溶液里含有溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫溶质B的物质的量浓度。

(2)表达式：$c(\mathrm{B})=\frac{n_{(\mathrm{B})}}{V}$。

(3)单位：mol/L或mol·L^－1。

(4)注意：

①正确判断溶液的溶质并计算其物质的量

与水发生反应生成新的物质，如Na、Na₂O、$\mathrm{Na}_{2} \mathrm{O}_{2} \stackrel{\text {水}}{\longrightarrow} \mathrm{NaOH}$，$\mathrm{SO}_{3} \stackrel{\text {水}}{\longrightarrow} \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}$，$\mathrm{NO}_{2} \stackrel{\text {水}}{\longrightarrow} \mathrm{HNO}_{3}$_；含结晶水的物质，CuSO₄·5H₂O―→CuSO₄，Na₂CO₃·10H₂O―→Na₂CO_3；特殊物质，如NH₃溶于水后溶质为NH₃·H₂O，但计算浓度时是以NH₃分子作为溶质。

②准确计算溶液的体积$c=\frac{n}{V}$中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和，不能用水的体积代替溶液的体积，应根据$V=\frac{m_{\mathrm{}}}{\rho}$计算。

2.溶质的质量分数

(1)定义：用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量。

(2)计算公式：$w=\frac{m_{\text {溶质}}}{m_{\text {溶液}}} \times 100 \%$。

（3）主要仪器 烧杯 ，量筒，玻璃棒。

配制一定质量分数的溶液，所选烧杯的规格一般应大于溶液体积的一倍。

3.物质的量浓度、质量分数、溶解度间的换算

（1）物质的量浓度与溶质质量分数的换算

体积为V mL，密度为ρ g·cm^－3的溶液，含有摩尔质量为M g·mol^－1的溶质m g，溶质的质量分数为w，则溶质的物质的量浓度c与溶质的质量分数w的关系是：

$c=\frac{n}{V}=\frac{m/M}{V}=\frac{m}{M V}=\frac{1000 \mathrm{pwV}}{M V}=\frac{1000 \mathrm{pw}}{\mathrm{M}}$，反之，$w=\frac{c M}{1000 \rho}$。

（2）物质的量浓度(c)与溶解度(S)的换算

若某饱和溶液的密度为ρ g/cm³，溶质的摩尔质量为M g·mol^－1，溶解度为S g，则溶解度与物质的量浓度的表达式分别为：$S=\frac{100 c M}{1000 \rho-c M}$，$c=\frac{n}{V}=\frac{S / M}{\frac{100+S}{1000 \rho}}=\frac{1000 \rho S}{M(100+S)}$。

4.溶液稀释和混合的计算

（1）溶液稀释定律(守恒观点)

①溶质的质量在稀释前后保持不变，即m₁w₁＝m₂w₂。

②溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c₁V₁＝c₂V₂。

③溶液质量守恒，m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。

（2）同溶质不同物质的量浓度的溶液的混合计算

①混合后溶液体积保持不变时，c₁V₁＋c₂V₂＝c_混×(V₁＋V₂)。

②混合后溶液体积发生改变时，c₁V₁＋c₂V₂＝c_混·V_混，其中$V_{混}=\frac{m_{混}}{\rho_{混}}$。

(3)溶质相同、质量分数不同的两溶液混合规律

同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。

①等体积混合

a．当溶液密度大于1 g·cm^－3时，结果是溶液浓度越大，密度越大，如H₂SO₄、HNO₃、HCl、NaOH等溶液等体积混合后溶质质量分数$w>\frac{1}{2}(a \%+b \%)$。

b．当溶液密度小于1 g·cm^－3时，结果是溶液浓度越大，密度越小，如酒精、氨水等溶液等体积混合后，质量分数$w<\frac{1}{2}(a \%+b \%)$。

②等质量混合

两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm^－3还是ρ<1 g·cm^－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数$w<\frac{1}{2}(a \%+b \%)$。

一定物质的量浓度及相关计算

(1)主要仪器

①容量瓶：

a．结构特点

b．在使用前首先要检查是否漏水，具体操作如下：

加水→倒立→观察是否漏水→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察是否漏水。

c.四个“不能”

 不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；不能作为反应容器或用来长期贮存溶液；不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中，因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的；不能配制任意体积的溶液，只能配制容量瓶上规定容积的溶液。

②托盘天平：可精确至0.1_g，称量前先调零，称量时物品放在左盘，砝码放在右盘。

③其他仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。

(2)配制一定物质的量浓度溶液的步骤

 以配制480 mL 1 mol·L^－1 NaOH溶液为例，所需容量瓶的规格：500 mL。

①计算(填写计算过程与结果)

m(NaOH)＝1 mol·L^－1×0.5 L×40 g·mol^－1＝20.0 g。

②称量：用托盘天平称量NaOH固体(NaOH放在小烧杯或表面皿中)。

③溶解：将称量好的固体放入烧杯中，加适量水溶解，并用玻璃棒搅拌；溶解过程中玻璃棒的作用为搅拌，加速溶解。

④转移(移液)：移液前需要将溶液冷却至室温；移液中玻璃棒的作用为引流。

⑤洗涤：用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2～3次，洗涤液也都注入容量瓶中，并振荡容量瓶，使溶液混合均匀。

⑥定容：将蒸馏水注入容量瓶，液面离容量瓶颈刻度线下1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水；定容时要平视刻度线，至凹液面最低处与刻度线相切。

⑦摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。

(3)配制过程示意图

（4）误差分析(以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例)

俯视、仰视的分析

图1 定容时，导致溶液体积偏大，浓度偏低，用量筒量取浓溶液时，导致溶质物质的量增大，浓度偏高。图2则相反。