摩尔浓度计算器
结果
摩尔浓度
- 溶质质量
- 5.844 g
- 摩尔质量
- 58.440 g/mol
- 溶液体积
- 0.100 L
摩尔浓度(物质的量浓度)是一升溶液里溶了多少摩尔溶质,这个摩尔浓度计算器把它正反两个方向都算通。浓度、溶质质量、摩尔质量、溶液体积这四个量,随便填其中三个,第四个就由另外三个解出来:把浓度那一格留空,得到的是这样配出来有多浓;把体积留空,得到的是该配多少溶液;把质量留空,得到的是该称多少克。四个量由一条等式串在一起,所以不需要先选模式——你清空哪一格,哪一格就是答案。配液时最常问的那句「要称多少克」,就是留空质量那一格的情形。
六种常用试剂的两种配液单
| 试剂 | 化学式 | 摩尔质量(g/mol) | 配 500 mL 的 1 M 要称(g) | 配 1 L 的 0.1 M 要称(g) |
|---|---|---|---|---|
| 氯化钠(食盐) | NaCl | 58.44 | 29.22 | 5.84 |
| 氢氧化钠(烧碱) | NaOH | 39.997 | 20 | 4 |
| 碳酸钠(纯碱) | Na2CO3 | 105.988 | 52.99 | 10.6 |
| 氢氧化钾(苛性钾) | KOH | 56.105 | 28.05 | 5.61 |
| 五水硫酸铜(胆矾) | CuSO4·5H2O | 249.677 | 124.84 | 24.97 |
| 葡萄糖 | C6H12O6 | 180.156 | 90.08 | 18.02 |
右边两列刻意不是「配 1 L 的 1 M 要称多少」——那个数就是摩尔质量本身,等于把第三列抄两遍。这两列取的是实验台上真会写在配液单上的两个量,而它们的用量并不相同:500 mL 的 1 M 要 0.5 摩尔,1 L 的 0.1 M 只要 0.1 摩尔,右列正好是左列的五分之一。带结晶水的试剂,摩尔质量里已经含了那些水,所以胆矾要称 124.84 克,而无水硫酸铜只要大约 80 克。
公式
摩尔浓度(mol/L)= 溶质的物质的量 ÷ 溶液体积(L)· 物质的量 = 质量(g)÷ 摩尔质量(g/mol)
- c
- 摩尔浓度,即每升溶液里溶质的物质的量,单位 mol/L,简写 M。它是配好之后那瓶溶液的性质,不是溶质本身的性质
- m
- 称出来的溶质质量,单位克——天平给你的就是它
- M
- 溶质的摩尔质量,单位 g/mol,查试剂标签或由化学式算出
- V
- 配好之后溶液的体积,单位升——是在容量瓶里定容到刻度线,不是你一开始加进去的水的体积
- mM
- 毫摩尔每升,等于 0.001 M。化验单与生化试剂常用这个单位
方案给的是浓度、而你要称固体时用它;反过来,已经称好了要知道配出来多浓,也用它。凡问题里出现「多少毫升溶液」就属于这一页;如果整个问题里没有体积,那只有物质的量,去克转摩尔那一页更直接。按每千克溶剂计的浓度不是这一页——那是质量摩尔浓度,分母不一样,两者不能互换(要互换得知道溶液密度)。
算例
配 100 mL 的 1 M 氯化钠
- 先算需要多少摩尔:1 mol/L × 0.1 L = 0.1 mol
- 再换成质量:0.1 mol × 58.44 g/mol = 5.844 克氯化钠
- 称 5.844 克,用少于 100 mL 的水把它溶开
- 最后定容到正好 100 mL——这一步才让它「是 1 M」,而不只是「差不多 1 M」
把 5.844 克溶进 100 mL 水里,与配成 100 mL 溶液不是一回事:溶质自己占体积,直接加水配出来的总量会略多于 100 mL,浓度比 1 M 低大约 2%;到 5 M 那种浓度差得更多,因为溶质已经占掉相当大一部分体积。容量瓶存在的理由就在这里。
反着算:配 250 mL 的 0.5 M 要称多少
- 需要的物质的量:0.5 mol/L × 0.25 L = 0.125 mol
- 换算成质量:0.125 mol × 58.44 g/mol = 7.305 克
- 浓度那一格是空的,所以反解出来的就是浓度,会一并显示
- 体积减半,质量跟着减半——0.5 M 是 1 M 的一半,250 mL 也是 500 mL 的一半
两个「一半」正好抵消:250 mL 的 0.5 M 与 500 mL 的 0.25 M 装的是同样多的 0.125 摩尔。浓度与体积此消彼长,这正是稀释公式 C₁V₁ = C₂V₂ 的全部内容。
局限
摩尔浓度按溶液的体积定义,不是按水的体积,而这一层本页替你做不了。加入溶质会改变体积,所以要加多少水并不等于你要配的体积:配 1 L 的 1 M 氯化钠是称 58.44 克再定容到刻度线,实际用掉的水略少于 1 L。体积还随温度变——4 °C 下标定的溶液拿到 25 °C 用,浓度已经比标签上写的稀了一点;而按每千克溶剂计的浓度完全不随温度变,质量摩尔浓度存在的理由就是这个。本页假设溶质是纯的、无水的:像 CuSO4·5H2O 这种带结晶水的试剂,水已经算在它自己的式量里,要称的量相应更大,下面参考表给的就是带结晶水那个形态的数。浓度那一格只收 0.00001 M 到 100 M,单位也只有 M 与 mM,因为结果恒定显示成 M、保留五位小数:微摩尔、纳摩尔级的溶液是真实存在的,但在这里会显示成 0.00000,一个读起来等于零的数比直接拒绝更糟。最后,摩尔浓度不等于当量浓度:硫酸这类一个式量能给出多个当量单位的物质,两者相差那个倍数。
常见问题
- 摩尔浓度是什么意思?
- 一升溶液里溶有多少摩尔溶质,单位 mol/L,简写 M,中文也叫物质的量浓度。1 M 的溶液,每升里正好溶了一摩尔;0.1 M 就是它的十分之一。它描述的是配好之后那瓶溶液,不是溶质:同样 58.44 克氯化钠,配成 1 L 是 1 M,配成 0.5 L 就是 2 M。国标单位是摩尔每立方米(mol/m³),数值上比 mol/L 小一千倍——1 mol/m³ 等于 0.001 M。
- 知道克数怎么算摩尔浓度?
- 先用质量除以摩尔质量得到物质的量,再除以溶液体积(升)。例如 5.844 克氯化钠配成 100 mL:摩尔质量 58.44 g/mol,所以是 0.1 mol,0.1 ÷ 0.1 L = 1 M。两步可以合成一条公式:摩尔浓度 = 质量 ÷(摩尔质量 × 体积)。本页解的就是这条公式,你留空哪一格,它就往哪个方向解。
- 配 500 mL 的 1 M 氯化钠要称多少克?
- 29.22 克。半升的 1 M 溶液含 0.5 mol,0.5 × 58.44 = 29.22 克。下面参考表列了氯化钠与另外五种常用试剂在两种配液单下的用量:500 mL 的 1 M、以及 1 L 的 0.1 M。这两个量并不相等:半升的 1 M 要 0.5 摩尔,1 L 的 0.1 M 只要 0.1 摩尔,两次称量差五倍。
- 为什么非要填三个数?
- 因为这四个量由同一条等式连着:摩尔浓度 = 质量 ÷(摩尔质量 × 体积),任给三个,第四个就唯一确定。所以本页没有「模式」可选——留空哪一格,哪一格就是被解出来的。四个都填且互相矛盾超过 1% 时,它直接报错而不是悄悄挑一个:四个数来自四个不同的地方还对不上,通常意味着其中一个属于别的物质。
- 能填微摩尔浓度吗?
- 浓度那一格填不了,它只收 M 与 mM。结果是恒定按 M 显示、保留五位小数的,1 µM 会印成 0.00000,与零长得一模一样;所以这一格的起点是 0.00001 M,也就是 10 µM。比这更稀的溶液在化学上完全真实,只是本页没法诚实地把它显示出来。要算这类溶液,请用质量与体积两格输入,再从结果里读浓度。
参考资料
- GB/T 3102.8-1993《物理化学和分子物理学的量和单位》(推荐性国家标准,现行:1993-07-01 发布 / 1994-07-01 实施,代替 GB 3102.8-1986,采标;2017-03-23 起由强制性转为推荐性。该站注明因涉及国际版权不提供在线阅读,全文需另寻) — 国家市场监督管理总局 国家标准全文公开系统
- SI Units — Amount of Substance:摩尔与摩尔每立方米 — 美国国家标准与技术研究院(NIST)
- Standard Atomic Weights(缩写到四位有效数字的标准原子量表) — 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)同位素丰度与原子量委员会(CIAAW)