内容正文:
1.3.3 物质的量浓度
物质的量浓度的发展历程
实际的生产生活中,我们经常用到一定浓度的溶液,一般情况下,我们取用溶液时不会去称取质量,而是量取体积,同时,物质在进行反应时,反应物的物质的量之间存在一定的比例关系,所以,知道一定体积的溶液中所存在溶质的物质的量,对于生产生活是非常必要的,在化学研究中,物质的量浓度是使用最广泛的一种表示溶液浓度的方法。
定义:以单位体积溶液里所含溶质的物质的量来表示溶液浓度的物理量,叫做溶质的物质的量浓度。符号为c,单位是摩/升(mol/L)。
1 物质的量浓度
物质的量浓度的意义
物质的量浓度是一种常用的表示溶液浓度的物理量。1 mol/L表示1L溶液中含有1 mol的溶质,这种溶液的物质的量浓度是1 mol/L。
公式
物质的量浓度( mol/L)= ,即c(A) = n/V
注意:
(1)体积是指溶液的体积,而不是溶剂的体积;
(2)在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液,其浓度不变,但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。
(3)溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或其他特定组合。
如 c(Cl2)=0.1 mol/L c(NaCl)=2.0 mol/L c(Fe2+)=0.5 mol/L等。
配制500mL 0.1mol·L-1的NaOH溶液,需NaOH物质的量是 ,质量是 ;
0.05mol
2 g
想一想
【例2】1 mol/L硫酸的含义是 ( )
(A)1 L水中含有1 mol H2SO4
(B)1 L溶液中含有1mol H+
(C)将98 g H2SO4溶于1L水所配成的溶液
(D)指1L硫酸溶液中含有98 g H2SO4
D
【例3】下列溶液中的c(Cl-)与50 mL 1 mol/L氯化铝溶液中的c(Cl-)相等的是 ( )
(A)150 mL 1 mol/L氯化钠溶液
(B)75 mL 2 mol/L氯化铵溶液
(C)150 mL 1 mol/L氯化钾溶液
(D)75 mL 1 mol/L氯化铝溶液
D
【例4】将0.1 mol KCl和0.1mol MgCl2一起溶于水,得到100 mL混合液,求Cl-的物质的量浓度。
根据c=n/V, 混合以后氯离子的总物质的量为0.3mol,而总体积为0.1L
C(Cl-)=0.3/0.1 mol/L= 3 mol/L
2 对于已知密度、质量分数求出该物质的物质的量浓度;
先设质量分数为ω;溶质的摩尔质量为M;溶液的密度为ρ (单位g/L).设溶质的物质的物质的量浓度为c(单位为mol/L).
再设溶液体积为V(单位为升),溶液的质量为m, 溶质的质量为m.则溶质的物质的量n,则V升溶液中溶质的物质的量为
n(溶质)=m(溶质)/M =m(溶液)ω/M=ρV(溶液)ω/M
所以溶质的物质的量浓度c=n/V=ρVω/MV
=ρω/M 即c=ρω/M ;
若条件中给出为的密度单位为 g/ml ,则原式改为 c=1000ρω/M
【例5-1】密度为1.1 g/cm3、溶液质量分数是15%的硫酸的物质的量浓度是多少?
将ρ=1.1 g/cm3,ω = 15%,M=98,带入公式C=1000 ρ ω/M
解出c= 1.68 mol/L
3 标况下,一定体积的气体溶于一升水中,已知溶液的密度,求出该溶液的物质的量浓度;
由c=n/V基本公式可知,只需将n和V分别求出就可以推出标准状况下气体溶解于水后所得溶液的物质的量浓度。
n=V/Vm, Vm =22.4 L/mol。
V=m(溶液)/ρ, m(溶液)=VM/22400+1000
在此, ρ的单位是(g/mL) ,而V是L,所以,1000 ρ的单位就是L。最后通过合并同类项可以得到下列公式:
c = n/V
物质的量浓度是表示溶液组成的物理量,衡量标准是单位体积溶液里所含溶质的物质的量的多少。这里的溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或其他的特定组合,单位是mol;体积指溶液的体积而不是溶剂的体积,单位是L。
【例5-2】在标况下, 1体积水中最多能溶解507体积氯化氢气体,得到密度为1.19g/cm3的浓盐酸。求盐酸的物质的量浓度。
将各项依次带入公式c = n/V
解出c=14.75mol/L
4 溶液的稀释问题
对于溶液变为稀溶液,其中的溶质的物质的量不变,因此对于该物质,设原溶液的体积为V1,物质的量浓度为C1,稀释后的溶液的体积为V2,物质的量浓度为C2,存在此关系,
C1·V1=C2·V2
【例6】稀释溶液:配制250 mL 1 mol·L-1的稀盐酸溶液,需要12 mol·L-1的浓盐酸溶