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化學 · 溶液 · 溶解

莫耳濃度與稀釋

稀釋是加入溶劑、保持溶質莫耳數不變而降低濃度的過程。公式使用的是最終溶液體積,而非溶劑體積。

相關實驗:濃度與稀釋 →
濃度與稀釋
濃度與稀釋實驗場景 →

意義與機制

莫耳濃度 c 是每 1 L 溶液所含溶質的莫耳數。若已知溶質質量,可除以莫耳質量求得莫耳數 n。

在不發生反應或損失的情況下,僅新增水會保持溶質的量不變,同時增加溶液的體積。將相同的溶質分散在更大的體積中,會導致濃度降低。

關係與條件

c=n/V,因此,如果稀釋過程中 n 保持不變,則 c₁V₁ = c₂V₂。 將 100 毫升的 1 莫耳/升溶液稀釋至最終體積 500 毫升,結果為 0.2 莫耳/升。

如果某些溶液被丟棄或發生反應、蒸發或沉澱,請再次檢查是否滿足溶質莫耳數的守恆定律。不同溶液總體之和,並不總是等於最終體積。

觀察實驗中需要注意的事物

如果只新增水,溶液中的溶質的莫耳數保持不變,濃度與最終溶液的體積成反比。 g/L 表示質量濃度,mol/L 表示莫耳濃度。

一種假設的溶質,其莫耳質量為 100 g/mol。 假設所有溶質完全溶解,沒有損失,也沒有反應,並且未考慮飽和。 輸入體積是最終溶液的體積,而不是溶劑的體積。 容積的加法性未計算。 g/L 不是百分比濃度。

關鍵關係與符號

n = m/M · c = n/V · c₁V₁ = c₂V₂

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
c莫耳濃度mol/L
n溶質的量mol
V最終溶液體積L

透過範例確認

當只透過新增水來稀釋時,什麼得以保留?

如果不存在溶質損失或反應,則 n 保持不變。由於 c₁V₁ = c₂V₂, 0.5 × 0.100 / 0.500 = 0.1 mol/L.

常見誤解

  • 加入 500 mL 的水,與將最終溶液體積調整至 500 mL 並不相同。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 化學 2e (英文)