質量濃度定義為溶質B的質量(m)與溶液的體積(V) 之比,用符號表示,公式是。對于純物質而言,質量濃度就是密度,質量濃度具有和密度相同的量綱、單位、甚至符號。多組分時,系統中所有組分質量濃度之和等于密度,即。
質量濃度的SI單位是“千克每立方米”,符號為。常用單位為g/L或mg/L。質量濃度與密度是不同的。密度是溶液的質量與溶液的體積之比,單位多用kg/L;而質量濃度是溶質的質量與溶液的體積之比。
質量濃度常用于溶質為固體配制的溶液,例如對于靜脈注射用的葡萄糖溶液可以直接寫為“葡萄糖溶液 50 g/L” 或“50 g/L 的葡萄糖溶液”。
基本介紹
單位體積混合物中某組分的質量稱為該組分的質量濃度,以符號表示,單位為。組分Gi的質量濃度定義式為
=Gi/V
式中
Gi——混合物中組分i的質量,kg;
V——混合物的體積,。
單位
質量濃度的SI單位是kg/立方米(千克/立方米),常用的其他單位包括mg/mL、g/L(克/升),以及g/(100 mL)和g/dL(克/分升)。
性質
溫度的影響
溫度發生變化時,混合物的體積會發生膨脹,質量濃度隨之下降。在溫度變化較小時,混合物的體積和溫度呈線性關系,故質量濃度可以通過下式進行估算:ρi=ρi,T0/(1+α·ΔT),此處的ρi,T0是參考溫度下的質量濃度,而α是混合物的熱膨脹系數。
歸一化關系
混合物中各組分的質量濃度的和等于混合物的密度ρ=∑ρi。
與偏微比容的關系
各組分的質量濃度和偏微比容的乘積之和為∑ρi·v?i=1。
和純組分密度的關系
某組分的質量濃度和其自身密度的關系為:ρi=ρi*·(Vi/V),此處ρi*是該組分自身的密度,Vi是該組分混合之前所占的體積。
和其他濃度的關系
和摩爾濃度的關系
摩爾濃度ci和質量濃度的轉化關系如下:ci=ni/Vi=mi/(MiVi)=ρi/Mi,此處Mi是組分i的摩爾質量。
和質量百分濃度的關系
質量百分濃度wi和質量濃度的轉化關系如下:wi=mi/m=ρiV/(ρV)=ρi/ρ。
與摩爾分數的關系
摩爾分數xi和質量濃度的換算式為xi=ni/n=(mi/Mi)/(m/M)=(ρiV/Mi)/(ρV/M)=ρi/ρ·(M/Mi),M指的是混合物的平均摩爾質量。
和重量摩爾濃度的關系
對于兩組分的混合物, 重量摩爾濃度bi等于bi=ρi/(Mi(ρ-ρi))。
溶液的濃度
溶液濃度可分為質量濃度(如質量百分濃度)和體積濃度(如摩爾濃度、當量濃度)兩類。質量百分濃度用溶質的質量占全部溶液質量的百分率表示的叫質量百分濃度,用符號%表示。例如,25%的葡萄糖注射液就是指100克注射液中含葡萄糖25克。質量百分濃度(%)=溶質質量/溶液質量×100%。
體積濃度包括摩爾濃度、當量濃度和質量體積濃度。摩爾濃度用1升溶液中所含溶質的摩爾數來表示,例如1升硫酸中含18.4摩爾的硫酸,則濃度為18.4mol/L。摩爾濃度(mol/L)=溶質摩爾/溶液體積(升)。當量濃度現在基本不用了,是一個淘汰單位,但在50年代的書籍中還是很常見。溶液的濃度用1升溶液中所含溶質的克當量數來表示,例如,1升溶液中含36.5克的鹽酸(HCl),則濃度為1N,即1mol/L;含98克硫酸,即為2n。當量濃度=溶質的克當量數/溶液體積(升)。質量體積濃度用單位體積(1立方米或1升)溶液中所含的溶質質量數來表示,例如,1升含鉻廢水中含六價鉻質量為2毫克,則六價鉻的濃度為2毫克/升(mg/L)。質量-體積濃度=溶質的質量數(克或毫克)/溶液的體積(立方米或升)。
濃度單位的換算公式包括:
1)當量濃度=1000·d·質量百分濃度/E
2)質量百分濃度=當量濃度·E/1000·d
3)摩爾濃度=1000·d·質量百分濃度/M
4)質量百分濃度=質量體積濃度(毫克/升)/10?·d
5)質量-體積濃度(mg/L)=10?·質量百分濃度
6)ppm是重量的百分率,即ppm=質量百分濃度×10?。式中:E—溶質的克當量;d—溶液的比重;M—溶質的摩爾質量。
參考資料 >