什麼是當量濃度?
當量濃度(符號為 N)是一種濃度單位,代表每公升溶液中所溶解溶質的克當量(gram-equivalent)數。與計算莫耳數的莫耳濃度不同,當量濃度衡量的是反應當量——也就是物質實際參與反應的能力。因此在酸鹼滴定、氧化還原反應與沉澱反應中,當「反應能力」比單純的莫耳數更重要時,當量濃度特別好用。
如何使用本計算機
請輸入三個數值:以公克為單位的溶質質量、以公克/當量(g/eq)為單位的溶質當量重,以及以公升為單位的溶液總體積。計算機會先求出克當量數(質量 ÷ 當量重),再除以體積,得出以 N 為單位的當量濃度。
公式說明
核心關係式為:
$$N = \dfrac{m / E}{V}$$
當量重等於莫耳質量除以該物質的價數因子(即交換的 H⁺ 或 OH⁻ 離子數,或轉移的電子數)。舉例來說,硫酸(H₂SO₄)的莫耳質量約為 98 g/mol,可提供 2 個氫離子,因此它的當量重為 49 g/eq。
實例演算
假設你將 40 公克的氫氧化鈉(NaOH)溶於水中,配成 1 公升的溶液。NaOH 的當量重為 40 g/eq。克當量數=\(40 \div 40 = 1\) eq,當量濃度=\(1 \text{ eq} \div 1 \text{ L} = \)1 N。
常見問題
當量濃度與莫耳濃度有何不同? 莫耳濃度計算的是每公升的莫耳數,當量濃度計算的則是每公升的當量數。兩者關係為 \(N = M \times\) 價數因子。對於價數因子為 1 的物質(例如 NaOH 或 HCl),N 與 M 相等。
什麼是當量重? 當量重是莫耳質量除以反應單位數(H⁺、OH⁻ 或電子)。以 Ca(OH)₂(莫耳質量約 74 g/mol,含 2 個 OH⁻)為例,其當量重為 37 g/eq。
當量濃度會隨反應而改變嗎? 會的。由於當量濃度取決於價數因子,同一份溶液在不同反應中可能具有不同的當量濃度,這在氧化還原反應中尤其明顯。