溶液的浓度及计算

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浓度是一个在化学以及其他相关学科中广泛使用的术语。它是一种测量一种物质与另一种物质混合量的的方法。这可能与任何形式的化学反应有关；但是，它特别用于溶液的框架中，以描述溶质在溶剂中分散的量。溶液的浓度决定了在给定量的溶液中溶解的溶质的量。它确实是一个宏观特性，可以用定性和定量的方式表示。为了定性地表示浓度，溶液将被归类为稀释和浓缩。为了半定量地指示浓度，溶液可以被归类为饱和溶液和不饱和溶液。

什么是溶液的浓度？

溶液的浓度似乎是指特定数量的溶剂中所含溶质的量。稀溶液包含少量的溶质，而浓溶液包含大量的溶质。水溶液由两种成分组成：溶质和溶剂。当涉及溶液浓度时，这两者是需要认识的两个非常重要的概念。还应该考虑这种溶液中溶质的量。

$$\mathrm{溶液浓度\:=\:\frac{溶质重量（克）}{体积（升）}}$$

表示溶液浓度的方法

• 百万分率 (PPM) - 它被描述为溶液的百万分率单位 (106 ) 中的组分的百万分率。如果溶质以少量存在，通常会采用这种方法。

$$\mathrm{PPM\:=\:\frac{溶质质量}{溶液总质量}\:\times\:10^{6}}$$

• 质量百分比 (W/W) - 它被测量为 100 克溶液中的溶质浓度。该陈述描述了溶液中一种物质的量，表示为其总质量的百分比。

$$\mathrm{重量百分比\:=\:\frac{溶质质量}{溶液总质量}\:\times\:100}$$

• 体积百分比 (V/V) - 它被描述为 100 毫升溶液中的溶质体积。

$$\mathrm{体积百分比\:=\:\frac{溶质体积}{溶液总体积}\:\times\:100}$$

• 质量体积百分比 (W/V) - 它通过 100 毫升溶液中所含溶质的量来测量。

$$\mathrm{质量/体积百分比\:=\:\frac{溶质质量（克）}{溶液体积（升）}\:\times\:100}$$

• 摩尔浓度 (M) - 溶液的摩尔浓度被测量为每升溶液中溶质的摩尔数。

$$\mathrm{M\:=\:\frac{溶质质量}{溶液体积（升）}}$$

• 摩尔浓度 (m) - 溶液的摩尔浓度被测量为每千克溶剂中存在的溶质的摩尔数。

$$\mathrm{m\:=\:\frac{溶剂质量}{溶剂质量（千克）}}$$

• 当量浓度 (N) - 它通常被称为当量浓度，因此被描述为每升溶液中的克当量重量。它主要用于识别溶液中或滴定反应过程中反应性物质，以及在需要酸碱化学的条件下。

$$\mathrm{N\:=\:\frac{溶质重量（克）}{当量质量\:\times\:体积（升）}}$$

• 摩尔分数 (X) - 它是溶质的摩尔数除以溶质和溶剂的总摩尔数

$$\mathrm{X\:=\:\frac{溶质摩尔数}{所有组分的总摩尔数}}$$

使用浓缩和稀释来描述溶液的相对浓度

浓溶液中存在大量分散的溶质，而稀溶液似乎含有少量分散的溶质。然而，这些短语非常相似，因此我们需要能够以非常准确的定量方式来处理浓度。尽管如此，浓缩和稀释这两个术语在比较一个溶液与另一个溶液时仍然很有用。当你加热溶液时，通常会导致溶剂蒸发，你会将它浓缩，直到溶质与溶剂的比例增加。当你向这种水溶液中加入额外的水时，它会稀释，因为溶质与溶剂的比例会降低。

确定离子的当量

浓度在医疗保健系统中至关重要，因为它以多种不同的方式使用。利用任何数量的单位对于确保正确的药物剂量以及记录血液中化学物质的水平也至关重要。当量是另一种考虑浓度的方法，包括在静脉注射溶液和血液中。在这样的离子中，1 当量等于 1 摩尔的电荷。无论电荷如何，当量的总值始终为正。例如，𝑁𝑎+ 和 𝐶𝑙− 每个都有一个当量/摩尔。

离子	当量
$\mathrm{Na^{+}}$	1
$\mathrm{NO^{-}_{3}}$	1
$\mathrm{Al_{3+}}$	3
$\mathrm{SO^{2-}_{4}}$	2
$\mathrm{Mg^{2+}}$	2
$\mathrm{Cl^{-}}$	1

由于这些离子的浓度比溶质的识别更重要，因此需要当量。例如，典型的静脉注射溶液并不包含与血液中相对相同的溶质，而是电荷浓度相同。当浓度降低时，毫当量 (𝑚𝐸𝑞) 可能是更合适的单位。毫，与基本单位相同的公制前缀，通常用于改变当量，因此 1 $\mathrm{1\:Eq\:=\:1000\:mEq}$ 。

结论

在化学溶液中，浓度指定了多少溶质通常分散在溶剂中。溶液是两种或多种物质的混合物。这些化学物质通常被称为溶剂和溶质。似乎以少量存在的成分被称为溶质，而大量存在的成分可以定义为溶剂。溶液的浓度实际上是溶质的量与溶剂中溶质分散量的比率。溶液可以是浓缩的，也可以是稀释的。研究人员经常被要求确定未知溶液的浓度。有各种浓度单位。摩尔分数、质量百分比、体积百分比、摩尔浓度、摩尔浓度以及当量浓度是最常用的单位。

常见问题

1. 什么是浓度计算？

使用分散组分的指定摩尔质量和溶液密度，浓度计算器将摩尔浓度转换为百分比浓度（反之亦然）。

2. 为什么溶液浓度会产生影响？

溶质的浓度对于研究化学反应至关重要，因为它控制着分子在溶液中相互作用的频率，这间接控制着反应速率和平衡参数。

3. 为什么浓溶液不能长时间加热？

浓溶液比其他类型的溶液更有效。如果长时间加热，颗粒可能会获得强度并变得非常浓缩，使其难以控制。

4. 溶液浓度在日常生活中是如何应用的？

在日常生活中，你经常会遇到溶液。例如，假设你将 1 茶匙盐放入 2 杯水中。盐会溶解在水中，形成溶液。

5. 根据浓度，有哪些不同类型的溶液？

根据溶质含量，你的身体可以产生 3 种形式的溶液——等渗、低渗和高渗。