化學濃度是描述溶液中溶質相對於溶劑的含量的測量單位。它是化學、生物、藥學和其他領域各種應用的重要資訊。在此背景下，濃度單位和摩爾濃度是幫助我們準確量化給定量溶劑中溶質含量的表達方式。在本文中，我們將探討這些概念並討論它們的實際應用。
化學溶液中的摩爾濃度以什麼單位表示？
在化學中，摩爾濃度是溶液濃度相對於溶劑含量的量度。化學溶液中摩爾濃度的單位是 摩爾/公斤。這意味著摩爾濃度以 分子 溶質的 公斤 溶劑。需要強調的是，摩爾濃度不同於 摩爾濃度，表示為 摩爾/升 並考慮溶液的體積（以公升為單位）。
如何測量物質的濃度：找到正確的測量單位。
要測量溶液中物質的濃度，必須使用正確的測量單位。化學濃度有多種表示方式，例如摩爾濃度、摩爾質量濃度、質量百分比等等。每種表示方式都有特定的單位，必須使用特定的單位才能確保計算準確。
最常見的測量單位之一是 摩爾濃度，單位為mol/L（摩爾每公升）。該單位表示1公升溶液中溶質的含量。 摩爾濃度 以mol/kg（摩爾每公斤）為單位，表示1公斤溶劑中溶質的量。
表達專注的另一種方式是透過 質量百分比，表示溶質相對於溶液總質量的量。此單位為 % m/m（質量百分比），計算方法為：溶質質量除以溶液總質量，再乘以 100。
因此，測量溶液中物質的濃度時，必須知道正確的測量單位，無論是摩爾濃度、摩爾質量濃度、質量百分比或其他特定單位。使用正確的單位可以確保計算準確並獲得可靠的結果。
表示溶液濃度的不同方法。
處理化學溶液時，知道如何表達物質的濃度至關重要。根據具體情況和我們想要傳達的訊息，有幾種方法可以表達濃度。
表示溶液濃度最常見的方法之一是透過 摩爾濃度摩爾濃度定義為一公升溶液中溶質的含量。單位為mol/L，廣泛應用於實驗室和化學工業。
表示溶液濃度的另一種方法是 摩爾濃度摩爾濃度定義為1公斤溶劑中所含溶質的量。單位為mol/kg，適用於溶液溫度可能變化的情況。
除了摩爾濃度和摩爾濃度外，我們還可以使用 質量百分比 表示溶液的濃度。質量百分比等於溶質的質量與溶液總質量的比值乘以100。
熟悉這些表示溶液濃度的不同方法非常重要，因為每種方法在特定情況下都有用。了解如何選擇最佳表示方法可以簡化計算，並確保化學實驗結果更準確。
摩爾濃度的意義：以每公斤溶劑中溶質摩爾數來衡量溶液的濃度。
術語「摩爾濃度」在化學中用於表示溶液的濃度，以每公斤溶劑中溶質的摩爾數計算。換句話說，摩爾濃度表示溶液中溶質的量與溶劑量的比值。
要確定溶液的摩爾濃度，只需將溶質的摩爾數除以溶劑的重量（以公斤為單位）。摩爾濃度的計量單位是mol/kg。
需要注意的是，摩爾濃度不同於摩爾濃度，後者表示每公升溶液中溶質的摩爾濃度。摩爾濃度考慮的是溶液的總體積，而摩爾濃度關注的是溶劑的質量。
它是化學中各種計算和分析的基本工具。
化學濃度：表達式、單位、摩爾濃度
A 化學濃度 是溶液中溶質相對量的數值測量單位。此測量單位表示溶質與給定量或體積的溶劑或溶液的比例，以濃度為單位。 「濃度」一詞與溶質的含量有關：溶液中溶質越多，其濃度就越高。
當考慮溶液或化學產品成分的質量和/或體積的大小時，當溶質的濃度以其摩爾或當量表示時，參考阿伏伽德羅常數，這些單位可以是物理的。
因此，在表示給定溶質的濃度時，可以利用分子量或原子量以及阿伏伽德羅常數將物理單位轉換為化學單位。因此，對於同一種溶液，所有單位都可以轉換。
稀釋溶液和濃縮溶液
如何判斷濃度過高或過低？首先，透過感官或化學特性的表現來判斷；這些特性可以透過感官感知或測量。
重鉻酸鉀（K 2 Cr 2 O 7 ) 如上圖所示，顏色為橘色。從左到右，您可以看到隨著溶劑的添加，濃度逐漸降低，顏色強度也隨之降低。
透過這種稀釋，可以從濃縮物中獲得稀釋的濃度。顏色（以及「隱藏」在其橙色盒子裡的其他屬性）的變化方式與濃度相同，以物理或化學單位表示。
但是濃度的化學單位是什麼呢？其中之一就是摩爾濃度，即溶液的摩爾濃度，它將溶質的摩爾數與溶液的總體積（以公升為單位）聯繫起來。
還有摩爾濃度或也稱為摩爾濃度，指的是溶質的摩爾數，但它包含在標準量的溶劑或溶劑中，剛好是一公斤。
該溶劑可以是純的，或者，如果溶液含有多種溶劑，則摩爾濃度將是每公斤溶劑混合物中溶質的摩爾數。
化學濃度的第三個單位是溶液的當量濃度或正常濃度，它表示每公升溶液中溶質的化學當量數。
表示常態的單位是每公升當量（Eq/L），醫學上以每公升毫當量（mEq/L）表示人體血清中的電解質濃度。
表達專注的方式
儘管有各種各樣的術語和單位來表示溶液的濃度，但主要有三種方法可以表示該值的測量：定性描述、定量符號和根據溶解度進行分類。
根據您所使用的語言和環境，將選擇三種方式之一來表達混合物的濃度。
定性描述
主要用於非正式、非技術語言中，混合物濃度的定性描述以形容詞的形式表達，通常表示溶液的濃度水平。
因此，根據定性描述，最低濃度水平是“稀”溶液，最高濃度水平是“濃縮”溶液。
稀溶液是指溶液中溶質的比例非常低，取決於溶液的總體積。要稀釋溶液，可以添加大量的溶劑，或想辦法減少溶質的含量。
現在，我們討論濃溶液，是指溶質比例較高，取決於溶液的總體積。要濃縮溶液，必須添加更多溶質或減少溶劑用量。
從這個意義上講，這種分類被稱為定性描述，不僅因為它缺乏數學測量，還因為它的經驗性質（它可以歸因於視覺特徵、氣味和味道，而不需要科學證據）。
溶解度分類
濃度溶解度表示溶液的最大溶質容量，取決於溫度、壓力和溶解或懸浮物質等條件。
根據測量時溶解溶質的水平，溶液可分為三類：不飽和溶液、飽和溶液和過飽和溶液。
– 不飽和溶液是指溶質含量小於溶液溶解能力的溶液。在這種情況下，溶液尚未達到其最大濃度。
– 飽和溶液是指在特定溫度下，最大可能量的溶質已溶解在溶劑中的溶液。在這種情況下，兩種物質之間達到平衡，溶液無法再接受任何溶質（因為溶質會沉澱）。
過飽和溶液所含溶質比平衡條件下溶液所能接受的更多。這是透過加熱飽和溶液並添加比正常情況下更多的溶質來實現的。冷卻後，溶質不會自動沉澱，但由於其不穩定性，任何干擾都可能導致這種效應。
定量符號
在研究技術或科學領域中使用的溶液時，需要以單位測量和表達的精度，根據其精確的質量和/或體積值來描述濃度。
這就是為什麼在定量符號中，有幾種單位用來表示溶液的濃度，這些單位分為物理單位和化學單位，而這些單位又有自己的細分。
物理濃度的單位是“相對濃度”，以百分比表示。百分比濃度的表示方法有三種：質量百分比、體積百分比和質量-體積百分比。
相反，化學濃度的單位是基於摩爾量、每克當量、百萬分率以及溶質相對於溶液的其他特性。
這些單位最為常見，因為它們在測量濃度方面具有很高的精度，這就是為什麼在使用化學溶液時通常需要了解它們。
濃度單位
如上文所述，在定量表徵溶液濃度時，計算必須遵循現有的單位。
同樣，濃度單位分為相對濃度單位、稀濃度單位、基於摩爾的單位和附加單位。
相對濃度單位
相對濃度以百分比表示，如上一節所述。這些單位分為質量百分比、體積百分比和體積，計算方法如下：
-%質量=溶質質量（g）/溶解總質量（g）x 100
-%體積=溶質體積（ml）/溶液總體積（ml）x 100
-% 質量/體積 = 溶質質量 (g) / 溶液總體積 (ml) x 100
在這種情況下，要計算總溶液的質量或體積，必須將溶質的質量或體積添加到溶劑的質量或體積中。
稀釋濃度單位
稀濃度單位是用來表示稀溶液中微量極小濃度的單位；這些單位最常見的用途是找出溶解在另一種氣體中的一種氣體的微量，例如污染空氣的物質。
這些單位以百萬分率 (ppm)、十億分率 (ppb) 和萬億分率 (ppt) 的形式表示，如下所示：
– ppm = 1 毫克溶質/1 公升溶液
– ppb = 1 μg 溶質 / 1 L 溶液
– ppt = 1 ng 溶質/1 L 溶液
在這些表達方式中，mg 等於毫克（0,001 g），μg 等於微克（0,000001 g），ng 等於納克（0,000000001 g）。這些單位也可以用體積/體積來表示。
濃度單位（摩爾）
基於摩爾的濃度單位是摩爾分數、摩爾百分比、摩爾濃度和重量摩爾濃度（後兩者在文章末尾有更好的描述）。
物質的摩爾分數是該物質所有組成分子（或原子）的分數，是分子或原子總數的函數。其計算方法如下：
X A = 物質 A 的摩爾數 / 溶液中的總摩爾數
對溶液中的其他物質重複此過程，同時考慮 X 的總和 A + X. B + X. C …必須等於一。
摩爾百分比的作用類似 X A ，僅作為百分比的函數：
A的摩爾百分比=X A × 100%
在最後一節中，我們將詳細討論摩爾濃度和摩爾質量濃度。
正式與常態
最後，目前有兩個集中單位已被廢棄：正式性和正常性。
溶液的正式度表示每公升總溶液的分子量（克）數。其表示為：
F = PFG/L 溶液編號
在這個表達式中，PFG 等於物質中每個原子的重量，以克為單位表示。
相反，當量濃度表示溶質當量數除以溶液的升數，如下所示：
N = 溶質當量克數/溶液升數
在上面的表達式中，溶質的當量克數可以透過H的摩爾數來計算 + ， 哦 - 或其他方法，取決於分子的類型。
摩爾濃度
溶質的摩爾濃度是化學濃度單位，表示或涉及一 (1) 公升 (L) 溶液中所含溶質摩爾數 (n)。
摩爾濃度以大寫字母 M 表示，為了確定溶質的摩爾數 (n)，將溶質的克數 (g) 除以溶質的分子量 (MW)。
類似地，溶質的分子量 (MW) 是根據化學元素的原子量 (AW) 或原子質量之和得出的，其中考慮了它們結合形成溶質的比例。因此，不同的溶質有各自的分子量（儘管並非總是如此）。
這些定義總結在用於執行相應計算的以下公式中：
摩爾濃度：M = n（溶質摩爾數）/V（溶液升數）
摩爾數：n = 溶質克數/溶質分子量
練習 1
計算 45 g Ca(OH) 製備的溶液的摩爾濃度 2 溶於250毫升水中。
首先要計算的是 Ca(OH) 的分子量 2 （氫氧化鈣）。根據其化學式，該化合物由一個鈣陽離子和兩個羥基陰離子組成。此處，較小或額外電子對該物質的重量可以忽略不計，因此原子量計算如下：
溶質的摩爾數為：
n = 45克/（74克/摩爾）
n = 0,61 摩爾 Ca(OH) 2
得到0,61摩爾溶質，但要記住的是，這些摩爾溶解在250毫升溶液中。由於摩爾濃度的定義是 小酒 或 1000 毫升，則必須使用簡單的三乘法來計算 1000 毫升該溶液中的摩爾數。
如果在 250 毫升溶液中有 => 0,61 摩爾溶質
在 1000 mL 溶液中 => x 有多少摩爾？
x = (0,61 莫耳) (1000 毫升) / 250 毫升
X = 2,44 M（摩爾/公升）
另一種方式
另一種獲取摩爾數以應用公式的方法需要將 250 毫升轉換為公升，同樣應用三元規則：
如果 1000 毫升 => 就是 1 公升
250 毫升 => x 它是多少公升？
x = (250 毫升) (1 公升) / 1000 毫升
x = 0,25 公升
然後代入摩爾濃度公式：
M = (0,61 mol溶質) / (0,25 L溶液)
M = 2,44 摩爾/公升
練習 2
HCl 溶液濃度為 2,5 M 是什麼意思？
所述HCl溶液為2,5摩爾，即一公升溶液溶解了2,5摩爾的鹽酸。
常態
當量濃度或等效濃度是用大寫字母 N 表示的溶液化學濃度單位。此濃度單位表示溶質的反應性，等於以公升為單位的溶液體積中溶質的當量數 (Eq)。
N = 等式 / L
當量數（Eq）等於當量重量中溶質的克數（PEq）。
Eq = 溶質克數 / PEq
當量重量，或也稱為克當量，是透過獲取溶質的分子量並將其除以當量因子來計算的，為了在方程式中總結，該當量因子稱為 delta zeta (ΔZ)。
PEq = PM / ΔZ
計算
在常態性計算中，等效因子 ΔZ 會有非常特定的變化，這也取決於溶質或反應物質參與的化學反應類型。以下列舉一些此類變化的例子：
-當它是酸或鹼時，ΔZ或當量因子將等於氫離子的數量（H + ) 或 oxydryl OH - 溶質具有的。例如，硫酸（H 2 SO 4 ) 有兩個當量，因為它有兩個酸性質子。
-在氧化還原反應中，ΔZ對應於參與氧化或還原過程的電子數，取決於具體情況。平衡化學方程式和反應規範在這裡發揮作用。
-此外，此等效因子或 ΔZ 將對應於歸類為沉澱的反應中沉澱的離子數。
練習 1
測定 185 克 Na 的當量濃度 2 SO 4 在 1,3 L 溶液中發現。
首先計算此溶液中溶質的分子量：
第二步是計算等效因子或ΔZ。由於硫酸鈉是鹽，因此需要考慮陽離子或金屬Na的價態或電荷。 + ，將其乘以 2，即鹽或溶質化學式的下標：
Na 2 SO 4 => ∆Z = 價陽離子 x 下標
∆Z = 1 x 2
為了得到當量重量，代入對應的方程式：
PEq = (142.039 g/mol)/(2 Eq/mol)
PEq = 71,02 克/當量
然後，您可以繼續計算當量數，再次使用另一個簡單的計算方法：
當量 = (185 克) / (71,02 克 / 當量)
當量數 = 2.605 Eq
最後，有了所有必要的數據，現在可以根據常態性的定義代入公式來計算常態性：
N = 2,605 當量/1,3 公升
N = 2,0 N
摩爾濃度
摩爾濃度以小寫字母表示 m 等於1公斤溶劑中溶質的摩爾數。它也被稱為摩爾濃度，計算公式如下：
m = 溶質摩爾數/溶劑公斤
摩爾濃度確定的是一 (1) 公升溶液中所含溶質摩爾的比例，而質量摩爾濃度則與一 (1) 公斤溶劑中所含溶質摩爾數有關。
如果使用多種溶劑製備溶液，則摩爾濃度表示每公斤溶劑混合物中相同摩爾數的溶質。
練習 1
確定由 150 g 蔗糖 (C 12 H 22 0 11 )加300克水。
首先確定蔗糖的分子量，以計算該溶液中的溶質摩爾數：
蔗糖的摩爾數計算如下：
n = (150g蔗糖) / (342.109 g/mol)
n = 0,438 摩爾蔗糖
然後將溶劑的克數轉換為公斤，以應用最終配方。
然後替換：
m = 0,438 摩爾蔗糖/0,3 公斤水
m = 1,46 摩爾碳 12 H 22 0 11 /公斤 2 O
雖然目前對於摩爾濃度的最終表現形式仍存在爭議，但該結果也可以表示為：
1,26米攝氏度 12 H 22 0 11 或 1,26 摩爾
有時認為用摩爾濃度來表示溶液濃度是有利的，因為溶質和溶劑的質量不會像含有氣態溶質的溶液那樣，因溫度或壓力的影響而發生小幅波動或不透明的變化。
此外，請注意，該濃度單位指的是特定溶質，不會因溶液中其他溶質的存在而改變。
關於化學濃度的建議和重要說明
溶液的體積總是大於溶劑的體積
在解答解答時，經常會出現將溶液體積理解為溶劑本身的錯誤。例如，如果將一克可可粉溶解在一公升水中，則溶液的體積不等於一公升水的體積。
為什麼不呢？因為溶質總是會佔據溶劑分子之間的空間。當溶劑對溶質有很強的親和力時，溶解後的體積變化可能可以忽略不計，甚至不顯著。
但如果不是，尤其是在溶質含量很大的情況下，就必須考慮體積變化。因此：V 溶劑 + V 溶質 = V 溶液。只有在稀溶液或溶質含量較少的溶液中，V 溶劑 = V 溶液才成立。
尤其在使用液體溶質時，應牢記此錯誤。例如，如果將蜂蜜溶於酒精中而不是可可粉中，那麼添加的蜂蜜量將對溶液的總體積產生重大影響。
因此，在這些情況下，必須將溶質的體積添加到溶劑的體積中。
摩爾濃度的用途
– 了解濃溶液的摩爾濃度後，就可以使用簡單公式 M1V1 = M2V2 進行稀釋計算，其中 M1 對應於溶液的初始摩爾濃度，M2 對應於由 M1 溶液製備的溶液的摩爾濃度。
– 知道溶液的摩爾濃度後，您可以使用以下公式輕鬆計算其當量濃度：當量濃度 = 當量數 x M
公式不需要記住，但單位或定義需要記住
然而，當你想記住所有與濃度計算相關的公式時，記憶有時會失效。為此，對每個概念有一個非常清晰的定義非常有幫助。
根據定義，單位用 轉換係數 來表達那些與你想要確定的內容相對應的內容。
例如，如果您有摩爾濃度並想將其轉換為正常濃度，請執行以下操作：
(mol/Kg溶劑)x(kg/1000g)(g溶劑/mL)(mL溶劑/mL溶液)(1000mL/L)(Eq/mol)
請注意，(g 溶劑/mL) 是溶劑的密度。 (mL 溶劑/mL 溶液) 指的是溶液體積中實際對應於溶劑的量。在許多練習中，出於實際原因，最後一個項目等於 1，儘管這並非完全正確。
Referências
- 入門化學-1 st 加拿大版。濃度的定量單位。第十一章解答。取自：opentextbc.ca
- 維基百科（2018）。等效濃度，取自：en.wikipedia.org
- PharmaFactz (2018)。什麼是摩爾濃度？ 取自：pharmafactz.com
- Whitten, Davis, Peck 與 Stanley。 《化學》（第8版）。 CENGAGE Learning，頁101-103、512、513。
- 水溶液 - 摩爾濃度。取自：chem.ucla.edu
- Quimicas.net (2018)。常態範例。取自：quimicas.net。