小小滴定溶液蘊含大學問,且用且談「摩爾濃度」和「當量濃度」

2020-12-22 騰訊網

標準滴定溶液主要用於測定產品的主體含量和雜質含量，是分析過程中廣泛使用的標準物質。標準滴定溶液有時候也被叫做當量溶液，在我們使用標準滴定溶液的時候，也經常會看到兩個濃度單位摩爾濃度和當量濃度，今天就讓我們一起來聊一聊摩爾濃度和當量濃度。

摩爾濃度：一般指物質的量濃度，溶質（用字母B表示）的物質的量濃度（molarity）是指單位體積溶液中所含溶質B的物質的量，用符號 Cb 表示，常用單位為mol/L。

當量濃度：溶液的濃度用1升溶液中所含溶質的克當量數來表示的叫當量濃度（normality），符號N。

摩爾濃度是現在大家都在用的一個濃度單位！

當量濃度雖然現在提及的次數越來越少，但這個概念還是一直會出現在我們標準滴定溶液中，想要做個通古博今的化學人，當量濃度怎能不知曉！

從標準滴定溶液看當量濃度！

標準滴定溶液：用於滴定分析的己知準確濃度的溶液

當量濃度好複雜，

當量不甚理解，

理解當量濃度表示很困難！

看過來，

看過來，

具體實例幫您理解什麼是當量，

什麼是當量濃度？

比如從酸鹼滴定反應看

酸鹼滴定反應中的當量

酸的當量是它能給出一摩爾質子所相對的量。

例如：一摩爾硫酸最多能給出兩摩爾質子,因此它的當量是98/2=49. 如果以克來計, 硫酸的克當量是49克。

鹼的當量是它得到一摩爾質子所相對的量。

例如：一摩爾氫氧化鈉只能同一摩爾質子反應,所以它的當量是40/1=40。如果以克來計, 氫氧化鈉的克當量是40克。

（上面所列出的酸或鹼的克當量是指該化合物反應完全時的當量,如果一個化合物僅部分參加反應,那麼它的當量應該根據具體反應來計算。）

酸鹼滴定反應中當量濃度

在一升溶液中所含溶質的克當量數就是該溶液的當量濃度。

例如：一升硫酸溶液含98克硫酸, 硫酸的克當量是49克，則一升硫酸溶液所含的克當量數是2，則它的當量濃度是2N（它的摩爾濃度是1mol/L，當量濃度是2倍的摩爾濃度）。

又如：一升氫氧化鈉溶液中含40克氫氧化鈉, 氫氧化鈉的克當量是40克，則一升氫氧化鈉溶液所含的克當量數是1，它的當量濃度是1N（它的摩爾濃度是1mol/L，當量濃度和摩爾濃度保持一致）。

比如從氧化還原反應看

氧化還原反應中的克當量

氧化劑與還原劑在氧化還原反應中的當量是根據反應過程中的電子得失數來確定的。

計算通式是:

氧化劑當量=氧化劑分子量(或式量)/氧化劑在反應中得到的電子數

還原劑當量=還原劑分子量(或式量)/還原劑在反應中失去的電子數

例如: 高錳酸鉀在酸性溶液中可被還原為Mn2+ ,它的分子式是158.034，反應中得到電子的電子數為5，則它的當量是31.6；而在鹼性溶液中,可被還原為MnO2,反應中得到電子的電子數為3，則它的當量為52.6。

（注意在不同的化學反應中,同一個化合物的氧化還原當量也可以不同。）

氧化還原反應中的當量濃度

氧化劑與還原劑在氧化還原反應中的當量濃度是可簡單理解為每摩爾反應物在反應過程中電子得失數目。

例如，0.1N KMnO4標準滴定溶液（GB/T601-2016）

離子方程式：2MnO4- + 5H2C2O4 +6H+＝2Mn2+ + 10CO2 +8H2O

2mol KMnO4和5mol H2C2O4剛好反應，共轉移10mol電子

則在1L KMnO4標準滴定溶液的標定過程中，1mol的高錳酸鉀在氧化還原過程中轉移電子數5mol，它的當量濃度是5N，它的摩爾濃度是1mol/L，當量濃度是5倍的摩爾濃度。

即0.1N的KMnO4標準滴定溶液對應的摩爾濃度C(KMnO4)=0.02mol/L

理解了摩爾濃度和當量濃度，那麼怎么正確表示標準滴定溶液濃度呢？

GB/T601-2016中的高錳酸鉀滴定溶液[C(1/5KMnO4)=0.1mol/L]是這樣表示的，但是藥典中高錳酸鉀滴定溶液C(KMnO4)=0.02mol/L卻是這樣表示的：

高錳酸鉀滴定溶液兩種濃度表示方法，傻傻分不清楚。

首先要告訴大家的是，這兩種表示方法代表了同一種高錳酸鉀滴定溶液，

它們之間的區別在於GB/T601-2016是以(1/5KMnO4)為基本單元，藥典則是以（KMnO4）為基本單元；

那麼GB/T601-2016標準中濃度表示方法究竟有什麼好處？

GB/T601-2016標準中濃度表示方法應用的過程又需要注意什麼？

GB/T601-2016標準和藥典中哪些滴定溶液的表示方法不一樣卻又代表同一種滴定液呢？

請聽我們娓娓道來……

GB/T601-2016標準中濃度表示法是直接把溶質的組分和量告訴使用者，便於選用和計算。GB/T601-2016的濃度表示法比較長，初用可能感到麻煩，但其採用了國際單位制和國際標準的濃度概念，是世界公認的濃度表示方法。在應用時，需注意以下兩點：

1.必須寫全

例如C(1/6KIO3)=0.1mol/L不能只寫「碘酸鉀濃度為0.1mol/L」。也就是說不寫出「C(1/6KIO3)=」是沒有意義的。

2.注意書寫格式

基本單元除表示該物質的組成外，在一定程度上還表示此標準溶液在被標定濃度時的反應關係。例如，1/5KMnO4表示標準溶液錳的價數從+7價還原至+2價，有5價變化。其書寫格式用C(1/5 KMnO4)=0.1mol/L。而不應寫成C(KMnO4)=0.02mol/L，後者表示的是濃度的概念，看不出錳價數的變化。

GB/T601-2016標準中標液與藥典中標液濃度對照

(兩個標準表示不同的列出來，兩個標準表示相同的不列在表內)

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