如何算出體積摩爾濃度(Molarity)
摩爾濃度形容溶質物質的量和溶液體積之間的關係。想要知道如何通過溶質物質的量(即多少摩爾溶質)、溶液體積(公升或毫升)及溶質質量(克)尋找摩爾濃度,請繼續往下閱讀,獲取更詳細的解釋。
利用溶質物質的量和溶液體積計算摩爾濃度
(01)瞭解計算體積摩爾濃度的基本公式。體積摩爾濃度相等於溶質物質的量(即多少摩爾溶質)除以溶液體積(公升)。因此,它被寫作:摩爾濃度 = 溶質物質的量 / 溶液體積問題範例:4.2公升溶液溶有0.75 mol 氯化鈉(NaCI),求溶液的摩爾濃度。
(02)檢查問題。想要找出摩爾濃度,你必須知道溶質物質的量和溶液體積。如果問題提供了這兩項資料,你無須進行初步計算。問題範例:質量 = 0.75 mol 氯化鈉體積 = 4.2公升
(03)將溶質物質的量除以溶液體積。算出來的將是每公升溶液含有多少摩爾溶質,也即是摩爾濃度。問題範例:摩爾濃度 = 溶質物質的量 / 溶液體積= 0.75 mol / 4.2 L = 0.17857142 M
(04)寫下答案。根據你導師或課程要求,將所得數目修整至二或三個小數位即可。當你寫出答案時,可用“M”作為“摩爾濃度”縮寫,並寫上溶質的化學簡稱。問題範例:0.179 M 氯化鈉(NaCl)
利用溶質質量和溶液體積計算摩爾濃度
(01)瞭解計算體積摩爾濃度的基本公式。體積摩爾濃度表示每公升溶液和其含有的溶質物質的量之間的關係。其公式為:摩爾濃度 = 溶質物質的量 / 溶液體積問題範例:3.4克高錳酸鉀(KMnO)溶於5.2公升水裡,求該溶液的摩爾濃度。
(02)檢查問題。想要找出摩爾濃度,你必須知道溶質物質的量和溶液體積。如果你不知道溶質物質的量,但知道溶液體積和溶質質量,首先你必須使用這兩個數目計算出溶質物質的量。問題範例:溶質質量 = 3.4 克 高錳酸鉀溶液體積 = 5.2 公升
(03)尋找溶質的摩爾質量。想要從溶質質量(克)計算出其摩爾質量,你首先必須確定溶質的摩爾質量。你可以把溶質中每一個元素的摩爾質量加起來,算出整個溶質的摩爾質量。利用元素週期表找出每一元素的摩爾質量。問題範例:鉀(K)的摩爾質量 = 39.1 克錳(Mn)的摩爾質量 = 54.9 克氧(O)的摩爾質量 = 16.0 克溶質的全部摩爾質量總數 = K + Mn + O + O + O + O = 39.1 + 54.9 + 16 + 16 + 16 + 16 = 158.0 克
(04)將摩爾質量換算成溶質物質的量。現在你有了溶質的摩爾質量,你需要將溶質質量(克)乘以一個換算係數,即1除以溶質摩爾質量。此方程最後將得出溶質物質的量。問題範例:溶質質量*(1 / 溶質摩爾質量) = 3.4 克 * (1 mol / 158 克) = 0.0215 mol
(05)將溶質物質的量除以溶液體積。如今你知道了溶質物質的量,你可以將此數目除以溶液體積,算出摩爾濃度。問題範例:摩爾濃度 = 溶質物質的量 / 溶液體積= 0.0215 mol / 5.2 L = 0.004134615
(06)寫下答案。你應該將所得數目修整至導師或課程要求的小數位。通常是小數點之後的兩或三位。此外,當你寫出答案時,可用“M”作為“摩爾濃度”縮寫,並寫上溶質的化學簡稱。問題範例:0.004 M 高錳酸鉀(KMnO)
利用溶質物質的量和體積(毫升)計算摩爾濃度
(01)瞭解計算體積摩爾濃度的基本公式。想要找出體積摩爾濃度,你必須算出每公升溶液含有多少摩爾溶質。你不能使用毫升作為計算單位。摩爾濃度的通式為:摩爾濃度 = 溶質物質的量 / 溶液體積問題範例:2905毫升水溶有1.2 mol 的氯化鈣(CaCI) ,求該溶液的摩爾濃度。
(02)檢查問題。想要找出摩爾濃度,你必須知道溶質物質的量和溶液體積(公升)。如果你只有以毫升計算的溶液體積,首先你必須將體積換算為公升才能繼續。問題範例溶質物質的量 = 1.2 mol 氯化鈣溶液體積 = 2905 毫升
(03)將毫升換算成公升。由於1公升等於1000毫升,將以毫升為單位的體積除以1000,即可找出以公升為單位的體積。注意,你也可以簡單地將體積(毫升)的小數點向左移三個位。問題範例:2905毫升 * (1 公升/ 1000 毫升) = 2.905 公升
(04)將溶質物質的量除以溶液體積。如今你知道了溶液體積(公升),你可以將溶質物質的量除以此數目,算出摩爾濃度。問題範例:摩爾濃度 = 溶質物質的量 / 溶液體積= 1.2 mol 氯化鈣/ 2.905 公升 = 0.413080895
(05)寫下答案。將所得數目修整至導師或課程要求的小數位(通常為二到三個小數位)。通常是小數點之後的兩或三位。此外,當你寫出答案時,可用“M”作為“摩爾濃度”縮寫,並寫上溶質的化學簡稱。當你寫出答案時,可用“M”作為“摩爾濃度”縮寫,並寫上溶質的化學簡稱。問題範例:0.413 M 氯化鈣(CaCI)
額外習題
(01)5.2克氯化鈉(NaCl)溶於800毫升的水裡,求此溶液的摩爾濃度。確認此問題提供的數目:以克為單位的溶質質量和以毫升計算的溶液體積。溶質質量 = 5.2 克 氯化鈉溶液體積 = 800 毫升水
(02)尋找氯化鈉的摩爾質量。把鈉和氯的摩爾質量加起來,就可得到氯化鈉的摩爾質量。鈉(Na)的摩爾質量 = 22.99克氯(CI)的摩爾質量 = 35.45克氯化鈉(NaCi)的摩爾質量 = 22.99 + 35.45 = 58.44 克
(03)將溶質的摩爾質量乘以其換算係數。在這個例子裡,氯化鈉的摩爾質量為58.44克,所以換算係數為1 mol / 58.44 克。氯化鈉的物質的量 = 5.2 克 氯化鈉 * (1 mol / 58.44 克) = 0.08898 mol = 0.09 mol
(04)800豪升的水除以1000。由於1公升等於1000毫升,將以毫升為單位的體積除以1000,即可找出以公升為單位的體積。你也可以把它看作將800毫升體積乘以 1 公升/ 1000毫升。想要加快計算過程,與其乘或除以任何數目,你可簡單地將小數點往左移三個位。問題範例:800毫升 * (1 公升/ 1000 毫升) = 800 / 1000 = 0.8 公升
(05)將溶質物質的量除以溶液體積。想要找出摩爾濃度,你需要將0.09 mol(氯化鈉物質的量)除以0.8公升(溶液體積)。問題範例:摩爾濃度 = 溶質物質的量 / 溶液體積= 0.09 mol / 0.8 L = 0.1125 mol/L
(06)整合答案。將所得答案修整至二到三個小數位,並用“M”作為“摩爾濃度”縮寫。答案:0.11 M 氯化鈉(NaCl)
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