普及个知识——摩尔浓度和当量浓度

只看该作者 · 发表于 2012-8-18 08:14:11

Mole摩尔，克分子，克原子，指物质一个质量"单位"而言。如硫酸的克分子量是98克，于是 196克硫酸可称为2个"摩尔"的硫酸。又如碳的克原子量为12克，则36克碳可称为3"摩尔"的碳。至于"摩尔浓度"则是指 1公升水溶液中所含质的摩尔数，例如1摩尔浓度的硫酸，即为每公升酸液中含有98克的纯硫酸。当量浓度——表示1升溶液中含有溶质的克当量数当量浓度(N) 溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数来表示的叫当量浓度，用符号N表示。（英文：normality） Normal Concentration(Strength)标准浓度，当量浓度是水溶液浓度的一表示法，以N为符号，为化学领域所常用。物质的克分子量或克原子量，除以其价数可得到克当量。例如硫酸之克分子量是 98克，根价为2价，故其克当量为49克。铜的克原子量为 63.54克，价数为2价，故其克当量为 31.77克。凡 1公升水溶液中含有49克纯硫酸者，称为1N浓度的硫酸 (就2价的硫酸而言，其摩尔浓度即为当量浓度的2倍，即 1M=2N，故1N硫酸也就等于 0.5M的硫酸)。又1公升的水溶液中若含有 31.77克的铜离子时，则其当量浓度也是 1N。根据GB/T 601-2002 《化学试剂标准滴定溶液的制备》，本标准中标准滴定溶液的浓度以摩尔每升(mol／L)表示。例如：氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=1moI/L]。前版本中标准滴定溶液的浓度单位采用摩尔浓度(mol/L)与当量浓度(N)或克分子浓度(M)对比的形式。新版标准取消了当量浓度(N)和克分子浓度(M)的表示方法，即标准滴定溶液的浓度单位以后不允许使用“当量浓度(N)”和“克分子浓度(M)”的表示方法。举两个列子： 当量浓度 　　溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数（gram-equivalent number）来表示的叫当量浓度，用N表示。　　当量浓度=溶质的克当量数/溶液体积（升）　　克当量数=质量/克当量　　克当量（gram-equivalent weight）实际上是指物质的基本摩尔单元的摩尔质量。　　当量=原子量/化合价，若原子量采用克原子量时，则当量就成为克当量。　　克原子量就是现在常说的原子量。举例　　（1）对于元素，当量=原子量/化合价：钠的当量＝23/1=23；铁的当量＝55.9/3=18.6；氧的当量是8；氢的是1。　　（2）酸的当量＝酸的分子量/酸分子中被金属置换的氢原子数。即1N=1 mol/L H+ ：对于一元酸来说，1N=1 mol/L，如1N HCl=1mol/L HCl；对于n元酸来说，1N=1/n mol/L，如1N H2SO4=1/2 mol/L H2SO4；1N H3PO4=1/3 mol/L H3PO4。　　（3）碱的当量＝碱的分子量/碱分子中所含氢氧根数。即1N=1 mol/L OH- ：1mol/L的NaOH就是1N，1mol/L的Ca(OH)2就是2N 　　（4）盐的当量＝盐的分子量/盐分子中金属原子数×金属价数：如果是氧化物或是还原物就看能得失的电子数，比如说1mol/L的K2Cr2O7的当量浓度就应该是6N（每个重铬酸钾分子中有两个铬离子，每个铬离子的价态由6+到3+得到3个电子），1mol/L的KMnO4的当量浓度是5N。如果是盐类，就看能与酸或碱结合所要的H+或OH-数量，比如说Na2CO3的就是2，NaHCO3是1。

实验方法

　　一、Mg2+标准溶液的配制（约0.02mol·L-1）

　　准确称取碱式碳酸镁基准试剂0.2~0.25g，置于100mL烧杯中，用少量水润湿，盖上表面皿，慢慢滴加1∶1 HC1使其溶解（约需3~4mL）。加少量水将它稀释，定量地转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

　　二、EDTA标准溶液的配制与标定

　　1.EDTA标准溶液的配制（约0.02mol·L-1）

　　称取2.0g乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y·2H2O）溶于250mL蒸馏水中，转入聚乙烯塑料瓶中保存。

　　2.EDTA标准溶液浓度的标定

　　用20mL移液管移取Mg2+标准溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL氨性缓冲溶液和3~4滴EBT指示剂，用0.02mol·L-1EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行标定3次。

　　EDTA浓度计算取三次测定的平均值。

　　三、水的总硬度测定

　　用20mL移液管移取水样于250mL锥形瓶中，加氨性缓冲溶液6mL，1∶1三乙醇胺溶液3mL，EBT指示剂3~4滴，用EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行测定3次。

　　EDTA与金属离子形成配合物的特点