實驗中,經常需要配製不同組成的溶液。溶液的組成是指溶質在一定溫度下其溶解度的範圍內,溶液各成分在量方麵的關係。用一定量溶液中所含溶質的量來表示的方法,就稱做溶液組成的表示方法。這裏主要介紹溶質的質量分數、體積分數以及物質的量濃度等幾種溶液組成的表示方法。
(一)質量分數
溶液中溶質的質量分數是表示溶液組成的諸多方法中的一種,指溶質質量與溶液質量之比,以ω表示。
溶質的質量分數=溶質的質量/溶液的質量×100%
=溶質的質量/(溶質的質量+溶劑的質量)×100%
=溶質的質量/(溶液的密度×溶液的體積)×100%
質量分數是質量比,是用100份質量的溶液中所含溶質質量的份數來表示的一種比值。質量分數無單位,應有百分符號。隻要分子、分母單位一致,任何質量單位都適用。此外,質量分數是質量比不是體積比。例如,5%的食鹽水表示100g食鹽水中含食鹽5g,含水95g。溶質均指無水物,不含結晶水。一般不作特殊說明的百分濃度,就是指質量分數,試劑廠生產的液體酸堿,常用此法表示。
(二)體積分數
使用兩種液體配製溶液時,可通過一種液體的體積與混合物的體積之比來表示溶液的組成,即溶液中溶質或溶劑的體積與溶液體積之比,稱為體積分數,以φ表示。
體積分數=一種液體的體積/混合後液體體積×100%
如用70體積酒精和30體積的水配成酒精溶液,該溶液中酒精的體積分數為70%。此外,在相同溫度和相同壓強下,混合氣體中某純淨物氣體體積與混合氣體體積之比也可用體積分數表示。
(三)物質的量濃度
按照國標規定,濃度並不是泛指一定量的溶液裏所含溶質的量,而隻是物質的量濃度的同義詞,即物質的量濃度簡稱濃度。因此,用“溶液的濃度”來泛指溶液的組成或含量的說法是不準確的,故將“溶液的濃度”改為“溶液組成的表示方法”。
物質的量濃度是以1L溶液裏含有溶質的量來表示溶液組成的物理量,單位為mol/L。
物質的量濃度(mol/L)=溶質的物質的量(mol)/溶液的體積(L)
溶質的質量分數與物質的量濃度可按下式換算。
物質的量濃度=(1000×ρ×w)/(摩爾質量×1)
式中ρ——溶液密度,g/cm3;
w——溶質的質量分數。
(四)質量濃度
質量濃度是以溶液中某溶質的質量除以混合物的體積來計算的,單位為kg/m3、g/mL、g/L等。