此條目頁的主題是重量莫耳濃度(Mola
lity)。關於體積莫耳濃度(Mola
rity),請見「
體積莫耳濃度」。
在化學中,溶液的重量莫耳濃度(也可稱質量莫耳濃度或重量克分子濃度,英語:molality,用b或m表示[注 1])是指溶質物量除以溶劑的質量[注 2][1]:
國際單位制中,重量莫耳濃度的單位是mol/kg。重量莫耳濃度為3mol/kg的溶液可表示為「3 molal」或「3 m」。但是隨著國際單位制的使用,美國在量度方面的權威機構美國國家標準技術研究所認為「molal」和單位符號「m」已經過時,建議使用mol/kg及其相關國際單位制的單位來表示。[2]
將1.0 mol的食鹽溶解在2.0 kg的水中,所得鹽溶液的重量莫耳濃度m(NaCl) = 0.50 mol/kg。向這個鹽溶液中再加入糖後食鹽溶液的重量莫耳濃度不變。
與體積莫耳濃度或質量濃度相比,配製一定重量莫耳濃度的溶液相對簡單:只需準確稱量溶劑和溶質的質量即可,而無需測量體積,所以濃度不受溫度和壓力變化的影響,這是一個質量莫耳濃度的優點。
在下文中,溶劑作為溶液的其它成分可以得到與溶質相同的對待,比如對於沒有溶質僅有溶劑的溶液,它的重量莫耳濃度b0就是溶劑分子莫耳質量M0的倒數:
對於只有一種溶質的溶液,重量莫耳濃度與質量分數的換算關係為:
b為重量莫耳濃度; M為溶質的莫耳質量。
對於一個沒有溶質或只有一種溶劑而含有種溶質的溶液,分別用和表示第種溶質的重量莫耳濃度和質量分數:
是溶液中第種溶質的莫耳質量;是溶劑的質量分數,它既可以寫成溶質重量莫耳濃度的函數也可以寫成溶質質量分數的函數。
對於單一溶質的溶液,重量莫耳濃度與莫耳分率的換算關係:
是溶劑的莫耳質量。
對於由種溶質和1種溶劑構成的溶液體系,表示第種溶質的莫耳分率:
是溶劑的莫耳分率,它既可以寫成溶質重量莫耳濃度的函數也可以寫成溶質莫耳分率的函數。
對只有一種溶質的溶液,重量莫耳濃度與體積莫耳濃度的換算關係為:
ρ代表溶液密度,代表溶質在溶液中的重量莫耳濃度,為溶質的莫耳質量。
對於由n種溶質和一種溶劑構成的溶液體系:
是第種溶質的體積莫耳濃度,是溶劑的莫耳質量。
當溶劑的體積莫耳濃度用表示時,溶劑的體積莫耳濃度可以寫成關於溶劑重量莫耳濃度的函數也可用溶質的體積莫耳濃度的函數表示:
重量莫耳濃度與質量濃度間的換算,對於單溶質溶液體系:
是溶液的質量濃度,是溶液的質量密度,是溶液的重量莫耳濃度,是溶質的莫耳質量。
對於有n種溶質的溶液,第種溶質的質量濃度與重量莫耳濃度的換算關係如下:
是溶劑的質量濃度,它可以寫成重量莫耳濃度的函數也可以寫成質量濃度的函數:
由n種溶質和溶劑組成的溶液體系,下表和可表示所有的成分。
- ^ 重量莫耳濃度不能與體積莫耳濃度混淆。雖然接近室溫和標準大氣壓的狀況下,對於稀的水溶液體積莫耳濃度和重量莫耳濃度的數值會十分接近。這是因為在此情況下,1kg水的體積約為1L;又因為溶液濃度不高,由溶質引起的溶液體積的變化微不足道。然而,在大多數情況下,兩者數值並不相等。
- ^ 注意必須是溶劑質量,而非溶液質量。