化学浓度：表达，单位，摩尔浓度 - 化学 - 2025

的化学浓度是溶质在溶液中的相对量的数值量度。该测量以浓度单位表示溶质与溶剂或溶液的量或体积的比率。术语“浓度”与溶质的存在量有关：溶质越多，溶液的浓度将越高。

当考虑到溶液或化学成分的质量和/或体积的大小，溶质的浓度以摩尔或当量表示时（以阿伏加德罗数为参考），这些单位可以是物理的。

来自Wikimedia Commons的Leiem

因此，通过使用分子量或原子量以及Avogadro数，可以在表示给定溶质的浓度时将物理单位转换为化学单位。因此，可以将所有单位转换为相同的解决方案。

稀释浓缩溶液

您如何知道浓度是非常稀的还是浓缩的？乍一看其任何感官或化学特性的表现；就是说，这些感觉可以感知或可以测量。

上面的图像显示了重铬酸钾（K ₂ Cr ₂ O ₇）浓度的稀释液，呈橙色。从左到右，您可以看到颜色随着浓度的稀释（添加更多的溶剂）而强度如何降低。

这种稀释使得可以从浓缩的溶液中获得稀释的浓度。颜色（及其橙色核中的其他“隐藏”属性）以与浓度相同的方式更改，无论是物理单位还是化学单位。

但是浓度的化学单位是多少？其中包括溶液的摩尔浓度或摩尔浓度，其与溶质的摩尔数与溶液的总体积（以升为单位）相关。

摩尔浓度或摩尔浓度也称为摩尔浓度，是指溶质的摩尔数，但包含在标准量的溶剂或恰好为一公斤的溶剂中。

该溶剂可以是纯溶剂，或者如果溶液中包含不止一种溶剂，则摩尔浓度为每千克溶剂混合物中的溶质摩尔数。

化学浓度的第三个单位是溶液的标准浓度或标准浓度，表示每升溶液中溶质的化学当量数量。

表示正常的单位是当量每升（Eq / L），在医学上，人血清中电解质的浓度以每毫升毫当量（mEq / L）表示。

表达集中的方式

即使溶液本身具有多种术语和单位，也可以通过三种主要方式表示溶液的浓度，这些术语和单位可以用来表示该值的度量：定性描述，定量表示法和术语分类溶解度。

根据您所使用的语言和环境，将选择三种方式之一来表示混合物的浓度。

定性描述

混合物浓度的定性描述主要以非正式和非技术性语言使用，以形容词的形式表示，形容词以概括的方式表示溶液所具有的浓度水平。

因此，根据定性描述的最小浓度水平是“稀释”溶液的浓度水平，而最大是“浓缩”溶液的浓度水平。

我们所说的稀溶液是指溶质占溶液总体积的函数非常低的溶液。如果要稀释溶液，请添加更多溶剂或找到减少溶质的方法。

现在，我们谈到浓缩溶液中溶质占溶液总体积的函数较高的情况。要浓缩溶液，请添加更多的溶质或减少溶剂的量。

从这个意义上说，这种分类称为定性描述，不仅因为它缺乏数学测量，而且还因为其经验质量（可以归因于视觉特征，气味和口味，而无需科学测试）。

按溶解度分类

浓度的溶解度表示溶液所具有的最大溶质容量，具体取决于温度，压力和溶解或悬浮的物质等条件。

根据测量时溶液中溶质的含量，溶液可分为三种类型：不饱和溶液，饱和溶液和过饱和溶液。

-不饱和溶液是那些溶质含量比溶液溶解量少的溶液。在这种情况下，溶液尚未达到其最大浓度。

-饱和溶液是指在特定温度下将最大量的溶质溶解在溶剂中的溶液。在这种情况下，两种物质之间存在平衡，溶液不能接受更多的溶质（因为它将沉淀）。

-过饱和溶液的溶质大于平衡条件下溶液的溶质。这是通过加热饱和溶液并添加比常规溶液更多的溶质来实现的。一旦冷却，它不会自动使溶质沉淀，但是任何干扰都会由于其不稳定而引起这种影响。

定量符号

在研究要在技术或科学领域中使用的解决方案时，需要以单位度量和表示的精度，该精度根据其质量和/或体积的精确值来描述浓度。

这就是为什么要使用一系列单位以其定量表示法来表示溶液浓度的原因，这些单位分为物理和化学两类，而它们又有各自的细分。

物理浓度的单位是“相对浓度”的单位，以百分比表示。有三种表达浓度百分比的方法：质量百分比，体积百分比和质量体积百分比。

相反，化学浓度的单位是基于摩尔量，克当量，百万分率和溶质相对于溶液的其他特征。

这些单元是最常见的，因为它们在测量浓度时具有很高的精度，因此，它们通常是在使用化学溶液时要了解的单元。

浓度单位

如前几节所述，当定量表征溶液浓度时，为此目的，应使用现有单位来控制计算。

同样，浓度单位分为相对浓度，稀释浓度，基于摩尔的浓度单位和其他浓度单位。

相对浓度单位

相对浓度是以百分比表示的，如上一节所述。这些单位分为质量百分比，体积百分比和质量百分比，并计算如下：

-％质量=溶质质量（g）/总溶液质量（g）x 100

-％体积=溶质体积（ml）/总溶液体积（ml）x 100

-％质量/体积=溶质质量（g）/总溶液体积（ml）x 100

在这种情况下，为了计算总溶液的质量或体积，必须将溶质的质量或体积与溶剂的质量或体积相加。

稀释浓度单位

稀释浓度单位是用于表达那些在稀释溶液中以痕量形式存在的非常小的浓度的单位。这些装置最常见的用途是寻找一种溶解在另一种气体中的痕迹，例如污染空气的物质。

这些单位以百万分之一（ppm），十亿分之几（ppb）和万亿分之一（ppt）的形式列出，表示如下：

-ppm = 1 mg溶质/ 1 L溶液

-ppb = 1μg溶质/ 1 L溶液

-ppt = 1 ng溶质/ 1 L溶液

在这些表达式中，mg等于毫克（0.001 g），μg等于微克（0.000001 g），ng等于毫微克（0.000000001 g）。这些单位也可以用体积/体积表示。

浓度单位与摩尔的关系

基于摩尔的浓度单位是摩尔分数，摩尔百分比，摩尔浓度和摩尔浓度的浓度单位（后两个在文章末尾有更好的描述）。

物质的摩尔分数是其所有组成分子（或原子）占总分子或原子的函数的分数。计算公式如下：

X _A =物质A的摩尔数/溶液中的摩尔总数

考虑到溶液中的其他物质，重复此过程，要考虑到X _A + X _B + X _C … 的总和必须等于1。

摩尔百分比的工作方式类似于X _A，只是在百分比方面：

摩尔％of A = X _A x 100％

最后一部分将详细讨论摩尔浓度和摩尔浓度。

形式与规范

最后，目前有两个浓度单位正在使用：形式化和正常化。

溶液的形式代表每升总溶液的克数克数。它表示为：

F = PFG / L号溶液

在此表达式中，PFG等于物质中每个原子的重量，以克表示。

相反，正态表示溶质当量的数量除以溶液的升数，如下所示：

N =等效克溶质/ L溶液

在所说的表达，溶质的克当量可以通过摩尔H的数量来计算⁺，OH ^-或其它方法依赖于分子的类型，。

磨牙

溶质的摩尔浓度或摩尔浓度是表示或关联在一（1）升（L）溶液中所含溶质（n）摩尔的化学浓度的单位。

摩尔比由大写字母M表示，并且为了确定溶质的摩尔数（n），将溶质的克数（g）除以溶质的分子量（MW）。

同样，溶质的分子量MW是从原子量（PA）或化学元素的原子质量的总和中得出的，考虑到它们结合形成溶质的比例。因此，不同的溶质具有各自的PM（尽管并非总是如此）。

这些定义汇总在以下用于执行相应计算的公式中：

摩尔比：M = n（溶质摩尔）/ V（溶液升）

摩尔数：n =溶质克/溶质兆瓦

练习1

计算将45 g Ca（OH）₂溶解在250 mL水中制成的溶液的摩尔浓度。

首先要计算的是Ca（OH）₂（氢氧化钙）的分子量。根据其化学式，该化合物由钙阳离子和两个羟基阴离子组成。在此，对于种类少或多的电子的重量可以忽略不计，因此取原子量：

资料来源：GabrielBolívar

溶质的摩尔数将为：

n = 45克/（74克/摩尔）

n = 0.61摩尔Ca（OH）₂

获得了0.61摩尔的溶质，但重要的是要记住，这些摩尔溶解在250毫升的溶液中。由于摩尔的定义是升或1000毫升中的摩尔数，因此必须制定一个简单的三则法则来计算1000毫升所述溶液中的摩尔数。

如果在250 mL溶液中=> 0.61摩尔溶质

在1000 mL溶液中=> x有多少摩尔？

x =（0.61摩尔）（1000毫升）/ 250毫升

X = 2.44 M（摩尔/ L）

其他方式

另一种获得摩尔数以应用公式的方法是将250毫升取至升，并应用三个规则：

如果1000毫升=>是1升

250毫升=> x多少公升？

x =（250毫升）（1升）/ 1000毫升

x = 0.25升

然后将其代入摩尔数公式：

M =（0.61 mol的溶质）/（0.25 L的溶液）

M = 2.44摩尔/升

练习2

HCl溶液达到2.5 M意味着什么？

HCl溶液为2.5摩尔，即，其一升溶解了2.5摩尔的盐酸。

正常

正常浓度或等效浓度是用大写字母N表示的溶液化学浓度的单位。该浓度单位表示溶质的反应性，等于溶质的当量数（Eq）除以溶液的体积（以升表示）。

N =方程/ L

当量（Eq）等于溶质克数除以当量（PEq）。

方程= g溶质/ PEq

通过获得溶质的分子量，然后将其除以当量因数，以求在等式中进行汇总的目的称为δzeta（ΔZ），可以计算出当量或称克当量。

PEq = PM /ΔZ

计算方式

正态性的计算将在等效因数或ΔZ中产生非常特定的变化，这也取决于溶质或反应性物质参与的化学反应的类型。以下是这种变化的一些情况：

-当它是酸或碱，或ΔZ等效因子，将等于氢离子（H数目⁺） 或羟基OH ^- ，该溶质具有。例如，硫酸（H ₂ SO ₄）具有两个当量，因为它具有两个酸性质子。

-当涉及到氧化还原反应时，取决于具体情况，ΔZ对应于氧化或还原过程中涉及的电子数。在这里，化学方程式的平衡和反应的规范发挥了作用。

此外，该等效因数或ΔZ将对应于在分类为沉淀的反应中沉淀的离子数。

练习1

确定在1.3 L溶液中发现的185 g Na ₂ SO ₄的正态性。

首先将计算此溶液中溶质的分子量：

资料来源：GabrielBolívar

第二步是计算等效系数或ΔZ。在这种情况下，由于硫酸钠是一种盐，^将考虑阳离子或金属Na ⁺的化合价或电荷，将其乘以2，该2是该盐或溶质的化学式的下标：

Na ₂ SO ₄ => ∆Z =瓦伦西亚阳离子x下标

ΔZ= 1 x 2

为了获得等效权重，将其替换为其各自的等式：

PEq =（142.039 g / mol）/（2 eq / mol）

PEq = 71.02 g / Eq

然后，您可以继续计算等效项的数量，再次求助于另一个简单的计算：

公式=（185克）/（71.02克/公式）

当量数量= 2.605 eq

最后，使用所有必需的数据，现在通过根据其定义替换正态来计算：

N = 2.605 eq / 1.3公升

N = 2.0 N

混血

摩尔分数由小写字母m表示，等于一（1）千克溶剂中存在的溶质摩尔数。也称为摩尔浓度，使用以下公式计算：

m =溶质的摩尔数/ Kg的溶剂

尽管摩尔浓度确定了一（1）升溶液中所含溶质的摩尔比，但摩尔浓度与一（1）千克溶剂中存在的溶质的摩尔数相关。

在使用不止一种溶剂制备溶液的情况下，每摩尔溶剂混合物的摩尔浓度表示相同摩尔的溶质。

练习1

确定通过将150克蔗糖（C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁）与300克水混合制备的溶液的摩尔浓度。

首先确定蔗糖的分子量，以继续计算该溶液中的溶质摩尔数：

资料来源：GabrielBolívar

蔗糖的摩尔数计算如下：

n =（150克蔗糖）/（342.109克/摩尔）

n = 0.438摩尔蔗糖

然后将溶剂的克转化为千克，以使用最终配方。

然后替换为：

m = 0.438摩尔蔗糖/ 0.3千克水

m = 1.46 mol C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁ / Kg H ₂ O

尽管目前存在关于摩尔浓度最终表达的争论，但该结果也可以表示为：

1.26 m C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁或1.26摩尔

有时认为以摩尔浓度表示溶液的浓度是有利的，因为溶质和溶剂的质量不会因温度或压力的影响而出现轻微的波动或明显变化。因为它在含有气态溶质的溶液中发生。

此外，要指出的是，溶液中存在其他溶质，相对于特定溶质的这一浓度单位是不变的。

有关化学浓度的建议和重要说明

溶液的体积总是大于溶剂的体积

解决溶液练习时，将溶液的体积解释为好像溶剂的体积会产生错误。例如，如果将一克巧克力粉溶解在一升水中，则溶液的体积将不等于一升水。

为什么不？因为溶质将始终占据溶剂分子之间的空间。当溶剂对溶质的亲和力高时，溶解后的体积变化可以忽略不计或忽略不计。

但是，如果不是这样，并且如果溶质的量很大，甚至更大，则必须考虑体积的变化。这样：Vsolvent + Vsolute = Vsolution。Vsolvent = Vsolution仅在稀溶液中或溶质含量小的情况下有效。

尤其是在使用液体溶质时，应牢记此错误。例如，如果将蜂蜜溶解在酒精中而不是溶解巧克力粉，那么蜂蜜的添加量将对溶液的总体积产生显着影响。

因此，在这些情况下，必须将溶质的体积添加到溶剂的体积中。

磨砂效用

-了解浓缩液的摩尔比后，可以使用简单公式M1V1 = M2V2进行稀释计算，其中M1对应于溶液的初始摩尔比，M2表示要从溶液中制备的溶液的摩尔比与M1。

-知道溶液的摩尔比，可以使用以下公式轻松地计算其正态性：正态性=当量x M

公式不存储，但单位或定义是

但是，有时在记忆所有与浓度计算有关的方程式时，记忆会失败。为此，对每个概念都有一个非常清晰的定义非常有用。

从定义开始，使用转换因子写入单位，以表示与要确定的值相对应的单位。

例如，如果您具有摩尔浓度，并且想要将其转换为正常浓度，请按照下列步骤操作：

（mol / Kg溶剂）x（kg / 1000g）（g溶剂/ mL）（mL溶剂/ mL溶液）（1000mL / L）（当量/ mol）

注意（克溶剂/ mL）是溶剂的密度。术语（mL溶剂/ mL溶液）是指溶液中实际上对应于溶剂的体积。在很多练习中，出于实际原因，该最后一项等于1，尽管从不完全正确。

参考文献

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