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溶液浓度通常是指在一定量的溶液中所含溶质的量,根据不同需要,其表示方法亦不同,常用的有以下几种,按国际和国家标准规定溶剂用A代表,溶质用B代表。
一、B的物质的量浓度
B的物质的量浓度,常简称为B的浓度,是指B的物质的量除以混合物的体积,以cB表示,单位为mol/L,即
式中cB—物质B的物质的量浓度,mol/L;
nB—物质B的物质的量,mol;
V—混合物(溶液)的体积,L。
cB是浓度的国际符号,下标B指基本单元。
在滴定分析中标准溶液浓度通常是用物质的量浓度表示,例如高锰酸钾溶液浓度表示为:C(1/5KMnO4)=0.1000mol/L,表示1L溶液中含高锰酸钾31.61g。
二、B的质量分数
B的质量分数是指B的质量与混合物的质量之比。以wB表示。由于质量分数是相同物理量之比,因此其量纲为1,一律以1作为其SI单位,但是在量值的表达上这个1并不出现而是以纯数表达。例如,w(HCI)=0.38,也可以用“百分数”表示,即w(HCI)=38%。市售浓酸、浓碱大多用这种浓度表示。如果分子、分母两个质量单位不同,则质量分数应写上单位,如mg/g、ug/g、ng/g等。
质量分数还常用来表示被测组分在试样中的含量,如铁矿中铁含量w(Fe)=0.36,即36%。在微量和痕量分析中,含量很低,过去常用ppm、ppb、ppt表示,其含义分别为10-6、10-9、10-12,现已废止使用,应改用法定计量单位表示。例如,某化工产品中含铁5ppm,现应写成w(Fe)=5×10-6,或5ug/g,或5mg/kg。
按溶质是固体或是溶液,配制质量分数溶液的方法如下。
1.溶质是固体物质
计算公式:
m1=mw
m2=m-m1
式中m1—固体溶质的质量,g;
m2—溶剂的质量,g;
m—欲配溶液的质量,g;
w—欲配溶液的质量分数。
例欲配w(NaCl)=10%的NaCl溶液500g,如何配制?
[解]ml=(500×10%)g=50g
m2=(500-50)g=450g
配法:称取NaCl 50g,加水450g,若水密度为1g/mL,可加水450mL,混匀。
2.溶质是浓溶液
由于浓溶液取用量是以量取体积较为方便,故一般需查阅酸、碱溶液浓度-密度关系表,查得溶液的密度后可算出体积,然后进行配制。计算依据是溶质的总量在稀释前后不变。
V0ρ0w0=Vρw
式中V0, V—溶液稀释前后的体积,mL;
ρ0, P—浓溶液、欲配溶液的密度,g/mL;
w0, w—浓溶液、欲配溶液的质量分数。
例欲配w(H2SO4)=30%的H2SO4溶液(ρ=1.22g/mL)500mL,如何配制?(市售浓H2SO4, ρ0=1.84g/mL, w0=96%)
配法:量取浓H2SO4 103.6mL,在不断搅拌下慢慢倒入适量水中,冷却,用水稀释至500mL,混匀。(记住,切不可将水往浓H2SO4中倒,以防浓H2SO4溅出伤人。)
常用酸碱试剂密度和物质的量浓度关系见表4-6。
表4-6 常用酸碱试剂密度和物质的量浓度关系
①cB以化学式为基本单元。
三、B的质量浓度
B的质量浓度是指B的质量除以混合物的体积,以ρB表示,单位为g/L,即
式中ρB—物质B的质量浓度,g/L;
mB—溶质B的质量,g;
V—混合物(溶液)的体积,L。
例ρ(NH4C1) =10g/L的NH4Cl溶液,表示1L NH4C1溶液中含10g NH4Cl。
当浓度很稀时,可用mg/L, ug/L或ng/L表示(过去有用ppm、ppb、ppt表示,应予废除)。
在滴定分析中一般的试剂溶液浓度常用质量浓度表示。微量分析用的离子标准溶液浓度也常用质量浓度表示,其单位常用mg/mL、ug/mL等。
质量浓度溶液配制方法如下:
例欲配制20g/L的亚硫酸钠溶液100mL,如何配制?
配法:称取2g亚硫酸钠溶于水中,加水稀释至100mL,混匀。
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