溶液的浓度
什么是溶液的浓度?
在日常生活中,我们有这样的经验:在一杯水中放入少量的糖,得到的糖水比较稀;如果放入的糖比较多,得到的糖水就比较浓。溶液的“浓”与“稀”粗略地表示了溶液中溶质含量的多少。但在很多情况下,人们必须确切地知道,一定量的溶液中究竟含有多少溶质。例如,施用农药时,就要较准确地控制一定量药液中所含农药的量,如果药液过浓或过稀,就会对农作物造成毒害或达不到杀虫的目的。再如,配制医用生理盐水时,也必须准确地掌握一定量盐水里溶解了多少食盐。否则,就会影响医疗效果,甚至对人体健康造成危害。我们把一定量溶液里所含溶质的量叫做溶液的浓度。
溶液浓度的表示方法
表示溶液浓度的方法很多,这里介绍几种常用的方法,主要讲质量百分比浓度。
- 质量百分比浓度
用溶质的质量占全部溶液质量的百分比来表示的溶液的浓度叫做质量百分比浓度(简称百分比浓度)。例如,浓度为 5%的食盐溶液,表示在 100 份质量的该溶液中,有 5 份食盐,95 份水。同样,浓度为 10%的硝酸钾溶液, 就表示在 100 份质量的该溶液中,有 10 份硝酸钾,90 份水(图 4-4)。
如何配制 100 克 10%的硝酸钾溶液呢?
【观察与思考】
用托盘天平称取 10 克硝酸钾,倒入烧杯中,再用量筒量取 90 毫升水(90
毫升水的质量约为 90 克,为什么?),倒入盛有硝酸钾的烧杯中,用玻璃棒轻轻搅拌,使硝酸钾全部溶解,100 克 10%的硝酸钾溶液就配成了。
根据百分比浓度的概念,可以得到下列关系式:
百分比浓度 = 溶质质量 ×100% ① 溶液质量
运用这一关系式,可以进行有关百分比浓度的计算。
例 1 将 25 克食盐放入 100 克水中,配制成溶液。求此溶液的百分比浓度。
分析 因为溶液质量等于溶质质量与溶剂质量之和,所以由①式可得:
百分比浓度 = 溶质质量 ×100%
溶质质量 + 溶剂质量
25
解 25 + 100
×100% = 20%
答:此溶液的百分比浓度是 20%。
例 2 农业生产中通常用 10%~20%的食盐水来选种,现需配制 15%的食盐水 200 千克,需食盐和水各多少千克?
分析 先由①式求出所需食盐的质量,然后再算出水的质量。解 200×15%=30(千克)
200-30=170(千克)
答:配制 200 千克 15%的食盐水,需要食盐 30 千克,水 170 千克。例 3 把 50 克 98%的浓硫酸稀释成 20%的稀硫酸,需要水多少克? 分析溶液稀释前后,溶质质量不变。
解 设稀释后硫酸溶液的质量为 x 克。
50×98%=x×20%
x = 50×98% = 245(克) 20%
245-50=195(克)
答:把 50 克 98%的浓硫酸稀释成 20%的稀硫酸,需要水 195 克。
- 体积比浓度
称量液体的质量不如测量它的体积方便,因此有时把两种液体按照一定的体积比配制成溶液。用两种液体的体积比来表示的溶液浓度,就是体积比浓度。例如 1∶4 的硫酸,是指 1 体积硫酸(一般是指 98%、密度为 1.84 克
/厘米 3 的硫酸)与 4 体积水配制成的溶液。
想一想:如何用 10 毫升浓盐酸配制 1∶5 盐酸?
【观察与思考】
用量筒量取 10 毫升浓盐酸,倒入烧杯里,用量筒量取 50 毫升水,把水倒入盛有盐酸的烧杯里,边加边搅拌,使盐酸和水混合均匀。
从这个实验可以看出,配制体积比浓度的溶液简便易行。但体积比浓度比较粗略,只适用于那些对溶液浓度的精确度要求不很高的场合,如农药药液的稀释、医院和实验室里配制某些溶液等。