這個計算機的功能
「重量百分濃度轉莫耳濃度計算機」能把以重量百分濃度(wt%)表示的溶液濃度,換算成以每公升莫耳數(mol/L 或 M)為單位的莫耳濃度。重量百分濃度告訴你每 100 公克溶液中含有多少公克溶質,但實驗操作與化學計量通常需要的是莫耳濃度。只要把重量百分濃度、溶液密度與溶質莫耳質量三者結合起來,這項工具就能在幾秒內算出精確的莫耳濃度。
使用方法
輸入三個數值:溶質的重量百分濃度(例如濃鹽酸 37% 就填 37)、溶液密度(公克/毫升),以及溶質的莫耳質量(公克/莫耳)。計算機會回傳莫耳濃度,並一併顯示每公升的溶質公克數。密度數值通常印在試劑瓶的標籤上,而莫耳質量則可從週期表逐一加總得出。
公式詳解
兩者的關係式為:
$$M = \frac{10 \times \text{wt\%} \times \text{密度 (g/mL)}}{\text{莫耳質量 (g/mol)}}$$
式中「10」這個因子來自單位換算。密度(g/mL)乘以 1000 mL/L,可得每公升溶液的公克數;再乘以 wt%/100,即為每公升的溶質公克數;最後除以莫耳質量(g/mol),便得到 mol/L。常數 1000 與 1/100 化簡後,恰好等於 10。
實例演算
濃鹽酸的重量百分濃度為 37 wt%,密度為 1.19 g/mL,而 HCl 的莫耳質量為 36.46 g/mol。代入公式:$$M = \frac{10 \times 37 \times 1.19}{36.46} = \frac{440.3}{36.46} \approx 12.08 \text{ mol/L}$$,這正好與我們熟知的濃鹽酸約 12 M 相符。
常見問題
為什麼需要密度?重量百分濃度是以質量為基準,莫耳濃度則以體積為基準,因此需要密度來連接質量與體積。
該使用哪些單位?密度用 g/mL,莫耳質量用 g/mol,重量百分濃度則直接填數字(填 37,而不是 0.37)。
任何溶質都適用嗎?適用——只要你提供正確的莫耳質量,以及實際溶液(而非純溶劑)的密度即可。