這個計算器的用途
本工具可將溶液的重量百分濃度(% w/w)換算為莫耳濃度(每公升莫耳數,mol/L)。許多市售濃試劑——例如鹽酸、硫酸、氨水與過氧化氫——標示的多半是重量百分比與密度,而非莫耳濃度,因此這項換算對於實驗操作與稀釋計算來說相當重要,能確保結果精準無誤。
公式說明
換算公式如下:
$$M = \frac{10 \times \text{\%w/w} \times \text{密度}}{\text{莫耳質量}}$$
式中「10」這個係數來自單位換算:密度以 g/mL 為單位,乘以 1000 mL/L 後得到每公升的克數;而重量百分比除以 100 即得到質量分率。將 1000 ÷ 100 整理後便得到 10。把質量分率乘以密度,即可算出每公升溶液中溶質的克數,再除以莫耳質量,就能把質量轉換成莫耳數。
使用方法
請輸入三項數值:以重量百分比(% w/w)表示的濃度、以 g/mL 為單位的溶液密度,以及以 g/mol 為單位的溶質莫耳質量。計算器即會回傳以 mol/L 表示的莫耳濃度。
實例演算
濃鹽酸(HCl)的濃度通常為 37% w/w,密度約 1.18 g/mL,而 HCl 的莫耳質量為 36.46 g/mol。
$$M = \frac{10 \times 37 \times 1.18}{36.46} = \frac{436.6}{36.46} \approx 11.97 \ \text{mol/L}$$——正好就是大家熟知的濃鹽酸約 12 M 數值。
常見問題
什麼是 % w/w?重量百分濃度(% w/w)指的是每 100 公克溶液中所含溶質的公克數。與以體積為基準的濃度不同,它不會隨溫度而改變。
為什麼需要密度?重量百分比表示的是溶質質量與溶液質量的關係,但莫耳濃度卻是以每公升體積為基準。密度正是連接質量與體積的橋樑。
莫耳質量要去哪裡查?把化合物分子式中所有原子的原子量加總起來即可,或直接查閱該化學品的安全資料表(SDS)。