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体积莫耳浓度

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体积莫耳浓度(英语:molarity,通常以大写M表示)是化学的一种通用浓度单位,体积莫耳浓度[注 1]定义为指构成溶液的某组分物质的量除以溶液的体积[1][注 2]

在大多数情况下,体积莫耳浓度指溶质的体积莫耳浓度,即溶质的物质的量除以溶液的体积。

单位

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国际单位制中,体积莫耳浓度的单位是mol/m3。但是mol/L是更为常用的单位。1mol/L的体积莫耳浓度也能写作1 molar或1M

1 mol/L = 1 mol/dm3 = 1 mol dm−3 = 1 M = 1000 mol/m3

国际单位制前缀常用于表示体积莫耳浓度。以下表格中列出了常用单位:

名称 缩写 浓度 浓度(国际单位制)
毫莫耳每升 mM 10−3 mol/dm3 100 mol/m3
微莫耳每升 μM 10−6 mol/dm3 10−3 mol/m3
纳摩尔每升 nM 10−9 mol/dm3 10−6 mol/m3
皮摩尔每升 pM 10−12 mol/dm3 10−9 mol/m3
飞摩尔每升 fM 10−15 mol/dm3 10−12 mol/m3
阿摩尔每升 aM 10−18 mol/dm3 10−15 mol/m3
介摩尔每升 zM 10−21 mol/dm3 10−18 mol/m3
攸摩尔每升 yM[2] 10−24 mol/dm3
(每1.6升含有1个分子)
10−21 mol/m3

相关换算

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数量换算

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体积莫耳浓度换算为数量浓度:

阿伏伽德罗常数,约为6.022×1023 mol−1

质量换算

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体积莫耳浓度换算为质量浓度

为溶质的莫耳质量。

莫耳分数

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体积莫耳浓度换算为莫耳分数

是溶液的平均莫耳质量,是溶液的密度。

质量分数

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与质量分数的换算:

重量莫耳浓度

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体积莫耳浓度与重量莫耳浓度(对于仅有一种溶质的体系)的换算:

溶质用下标1表示。

对于由多种溶种构成的溶液,相关换算为:

性质

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体积莫耳浓度的总和 - 归一化关系

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体积莫耳浓度加和后得到的是总体积莫耳浓度,也就是混合物的密度除以混合物的平均莫耳质量,或用另一个名称表示就是混合物莫耳体积的倒数。

体积莫耳浓度和偏莫耳体积的乘积

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由偏摩尔量的加和关系有

[3]

两边同时除以

,这样如果各组分的体积摩尔浓度已知,又得知种物质的偏摩尔体积,可求得剩余组分的偏摩尔体积。

对体积的依赖性

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体积摩尔浓度取决于溶液的体积。由于热膨胀会使溶液的体积发生变化,所以同一溶液的体积摩尔浓度在不同温度下会发生变化。

举例

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例1:当11.6克氯化钠溶于100g水形成溶液后,溶液的质量浓度(NaCl)为:

溶液密度为1.07g/mL,那么它的体积为:

因此氯化钠溶液的体积摩尔浓度为:

这里氯化钠的摩尔质量为58g/mol。

例2:化学中一个典型的任务是配制100mL (=0.1 L) 2mol/L的NaCl水溶液,所需氯化钠的质量为:

为配制这种溶液,需将11.6g氯化钠用少量的水溶解后加入容量瓶中,接着再向容量瓶中加水直至总体积达到100mL。

例3:水的密度约为1000g/L,它的摩尔质量为18.02g/mol(mol/g)。因此水的体积摩尔浓度为:

参见

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注释

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  1. ^ 在化学动力学中,B组分的体积莫耳浓度常用符号表示
  2. ^ 溶液的体积不等同于溶剂的体积,1升溶液所含的溶剂通常略多于或少于1升,因为溶质溶解的过程会使得液体的体积增大或减少。

参考资料

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  1. ^ 国际纯化学和应用化学联合会化学术语概略,第二版。(金皮书)(1997)。在线校正版: (2006–) "amount concentration, c"。doi:10.1351/goldbook.A00295
  2. ^ David Bradley. How low can you go? The Y to Y. [2012-10-01]. (原始内容存档于2016-04-03). 
  3. ^ 傅献彩等. 物理化学 第五版. 高等教育出版社. 2005年7月: 211页.