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输入计算

数学公式

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结果

质量摩尔浓度
1.0085
mol/kg(m)
每升溶液中溶剂的质量 0.9916 kg

什么是物质的量浓度转质量摩尔浓度计算器?

这款工具可以把物质的量浓度(每升溶液所含溶质的摩尔数,mol/L)换算为质量摩尔浓度(每千克溶剂所含溶质的摩尔数,mol/kg)。这两种浓度单位之所以不同,是因为物质的量浓度以整个溶液的体积为基准,而质量摩尔浓度只以溶剂的质量为基准。要在两者之间换算,必须知道溶液的密度以及所溶解溶质的摩尔质量。

按每升溶液定义的摩尔浓度与按每千克溶剂定义的质量摩尔浓度的对比
摩尔浓度使用溶液的体积,而质量摩尔浓度使用溶剂的质量。

使用方法

输入以 mol/L 表示的物质的量浓度(M)、以 g/mL 表示的溶液实测密度(ρ),以及以 g/mol 表示的溶质摩尔质量(MW)。计算器会返回以 mol/kg 表示的质量摩尔浓度,同时给出每升溶液中所含溶剂的质量。

公式详解

以 1 升(1000 mL)溶液为例。其总质量为 \(1000\cdot\rho\) 克,其中含有 M 摩尔溶质,对应的质量为 \(\text{M}\cdot\text{MW}\) 克。因此溶剂的质量为(\(1000\cdot\rho - \text{M}\cdot\text{MW}\))克 =(\(1000\cdot\rho - \text{M}\cdot\text{MW}\))/1000 千克。质量摩尔浓度即溶质摩尔数除以溶剂的千克数:

$$m = \frac{1000 \cdot \text{M (mol/L)}}{1000 \cdot \rho \text{ (g/mL)} - \text{M} \cdot \text{MW (g/mol)}}$$

用密度和摩尔质量项拆解摩尔浓度到质量摩尔浓度公式的图示
该公式利用密度和摩尔质量将溶液体积换算为溶剂质量,从而推导出质量摩尔浓度。

计算实例

一份 1 mol/L 的 NaCl 溶液(MW = 58.44 g/mol),密度为 1.05 g/mL。溶剂质量为 \((1000\times1.05 - 1\times58.44)/1000 = 0.99156\) 千克。质量摩尔浓度 \(= 1 / 0.99156 \approx\) 1.0085 mol/kg。由于溶液质量中有一部分来自溶质,所以质量摩尔浓度略大于物质的量浓度。

常见问题

为什么物质的量浓度和质量摩尔浓度不一样?物质的量浓度以溶液体积为基准(会随温度变化),而质量摩尔浓度以溶剂质量为基准(不随温度变化),因此只有在极稀的水溶液中两者才会接近相等。

该用哪个密度?请使用整份溶液的实测密度,而不是纯溶剂的密度。

结果会不会出现负值或无意义的情况?如果 \(\text{M}\cdot\text{MW}\) 超过 \(1000\cdot\rho\),说明输入的数据在物理上是矛盾的,请重新核对摩尔质量和密度。

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