這個計算器的用途
本計算器可將以密度與質量百分濃度(重量 %)表示的溶液,換算成莫耳濃度,也就是每公升溶液中所含溶質的莫耳數。從濃鹽酸、硫酸、氨水或硝酸等高濃度原液配製稀釋溶液時,這個換算非常常見——因為試劑瓶標籤通常只標示密度與百分純度,但實驗流程往往要求以莫耳濃度來操作。
使用方式
輸入三個數值:溶液密度(單位為公克/毫升,g/mL)、質量百分濃度(直接填數字,例如 36% 就輸入 36),以及溶質的莫耳質量(公克/莫耳,g/mol)。計算器會回傳莫耳濃度,單位為 mol/L(M)。
公式說明
兩者之間的關係為:
$$M = \frac{10 \times \text{密度} \times \text{質量\%}}{\text{莫耳質量}}$$
公式中的 10 來自單位換算:以 g/mL 表示的密度乘以 1000 mL/L,得到每公升溶液的公克數;再乘以質量分率(質量% ÷ 100),即得每公升中溶質的公克數;最後除以莫耳質量,把公克換算成莫耳。兩個常數合併後為 \(1000 \div 100 = 10\)。
範例計算
濃鹽酸的密度約為 1.18 g/mL,HCl 含量為 36%(質量百分比)。HCl 的莫耳質量為 36.46 g/mol。因此 $$M = \frac{10 \times 1.18 \times 36}{36.46} = \frac{424.8}{36.46} \approx 11.65 \ \text{mol/L}$$ 與一般熟知的原液濃鹽酸約 11.6 M 相當吻合。
常見問題
質量百分濃度該輸入 36 還是 0.36?請輸入 36。公式中的常數 10 已經把百分比換算成分率的步驟一併處理了。
密度要用什麼單位?使用公克/毫升(g/mL),等同於公克/立方公分。以水為參考時,這個數值也等於溶液的比重。
這個計算器適用於任何溶質嗎?可以——只要你填入正確的溶質莫耳質量,以及整體溶液的密度與質量百分濃度,就能適用於任何單一溶質。