第三节　溶液的浓度

溶液组成的表示方法有多种。在初中的化学中，我们已经学习了溶质的质量分数（符号wB），质量分数可用小数或百分数表示。如100g溶液中含有12g NaCl，其质量分数可表示为0.12或12%。下面介绍一种在化工生产和科学实验中最常见、使用更方便的表示方法——物质的量浓度。

一、物质的量浓度

单位体积溶液中所含溶质B的物质的量叫做B的物质的量浓度（简称B的浓度）。符号cB。

　　 （1-5）

式中　nB——溶质B的物质的量，mol；

V ——溶液的体积，m3，常用L；

cB ——B的物质的量浓度，mol·m-3，常用mol·L-1。

表示物质的量浓度时，也要指明基本单元B。常见表示方式有两种。例如，1L溶液中含有0.01mol H2SO4时，H2SO4的浓度可表示为：

c（H2SO4）=0.01mol·L-1；0.01mol·L-1H2SO4溶液

二、有关物质的量浓度的计算

1.已知溶质质量和溶液体积，求其物质的量浓度

【例1-6】　在200mL HCl溶液中含有0.73g HCl，试求溶液的物质的量浓度。

解

答：该HCl溶液的物质的量浓度为0.1mol·L-1。

2.已知溶液的物质的量浓度，求一定体积溶液中溶质的质量

【例1-7】　配制250mL 0.1mol·L-1CuSO4溶液，需要多少克胆矾（CuSO4·5H2O）？

解

答：配制250mL 0.1mol·L-1CuSO4溶液需胆矾6.25g。

3.溶液的稀释

在溶液中加入溶剂，使溶液的浓度减小的过程叫做溶液的稀释。溶液经过稀释，只增加溶剂，而没有改变溶质的量，即稀释前后溶液所含溶质的物质的量（或质量）不变。

n1，B=n2，B　　 （1-6）

或

c1，BV1 =c2，BV2

式中　n1，B、n2，B——稀释前后溶质B的物质的量，mol；

c1，B、c2，B ——稀释前后溶质B的浓度，mol·L-1；

V1、V2 ——稀释前后溶液的体积，L。

用同一溶质的两种不同浓度的溶液相互混合配制所需浓度的溶液时，同样遵循“混合前后溶质的量不变”的原则。即cBV=c1，BV1+c2，BV2。

【例1-8】　配制3L 3mol·L-1H2SO4溶液，需要18mol·L-1H2SO4溶液多少毫升？

解　由式（1-6）得：

答：需要18mol·L-1H2SO4溶液500mL。

4.质量分数与物质的量浓度的换算

市售的液体试剂一般只标明密度和质量分数，如盐酸密度1.19g·cm-3、质量分数37%；硫酸密度1.84g·cm-3、质量分数98%。但是，实际工作中常常是量取溶液的体积。因此，就需要质量分数和物质的量浓度的换算。

一定量的同一种溶液无论怎样表示其溶液的组成，它所含溶质的质量（或物质的量）相等。

【例1-9】　现有质量分数为37%、密度为1.19g·mL-1的盐酸。试求盐酸的物质的量浓度。

解　设该溶液的体积为1L。

用质量分数或物质的量浓度两种方法表示该溶液的组成时，1L（1000mL）盐酸中所含HCl的质量相等。

答：该盐酸的物质的量浓度为12.06mol·L-1。

将上述计算过程中的各物理量用符号表示，则可以得出以密度为桥梁来联系质量分数和物质的量浓度的换算式：

　　 （1-7）

式中　ρ——溶液的密度，g·mL-1；

wB ——溶质B的质量分数，1；

MB ——溶质B的摩尔质量，g·mol-1；

cB ——溶质B的物质的量浓度，mol·L-1；

1000 ——进率，1L=1000mL。

【例1-10】　2mol·L-1NaOH溶液的密度是1.08g·mL-1，求其质量分数。

解　由式（1-7）得：

答：该NaOH溶液的质量分数为0.074。

【例1-11】　要配制6mol·L-1HNO3溶液250mL，问需密度为1.42g·mL-1、质量分数为63%的HNO3溶液多少毫升？

解　由式（1-7）得：

答：需要密度为1.42g·mL-1、质量分数为63%的HNO3溶液105.6mL。

练一练

（1）配制100mL 2.0mol·L-1 Na2CO3溶液，需要固体Na2CO3_______g。

（2）质量分数为68%、密度为1.50g·cm-3的硝酸溶液中，HNO3的物质的量浓度为_______mol·L-1；若配制6.0mol·L-1 的HNO3溶液100mL，需要上述溶液_______mL。