化学计量在实验中的应用——相关公式的推导
1.物质的量浓度和质量分数的关系
如图所示,体积为V L,密度为ρ g·cm-3的溶液,含有摩尔质量为M g·mol-1的溶质m g,溶质的质量分数为w。
nm/Mm1 000ρwV
则物质的量浓度c与质量分数w的关系是:c=V=V=MV=MV=1 000ρwcM
,w=M1 000ρ。
2.物质的量浓度与溶解度的换算
若某饱和溶液的密度为ρ g·cm-3,溶质的摩尔质量为M g·mol-1,溶解度为S g,nS/M1 000ρS则溶解度S与物质的量浓度的关系是:c=V==;S=
100+SM?100+S?1 000ρ100cM
。
1 000ρ-cM
3.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
m混
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
ρ混4.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。 (1)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、1
HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后质量分数w>2(a%+b%)。
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精、1
氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<2(a%+b%)。
(2)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),混合后溶液中溶质1
的质量分数w=2(a%+b%)。 5. 求算气体摩尔质量的五种常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度:M=ρ标×22.4 g·mol-1。 ρ1?M1?D=(2)根据气体的相对密度?:=D。 ρ2???M2m
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=n。
m
(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·N。 (5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%+…,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
化学计量在实验中的应用——相关公式的推导
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