物质含量的表示方式及适用场合.doc

物质含量的表示方式及适用场合完成日期：2015.12.03一、 摘要本文主要从本实验出发，讨论、总结并归纳物质含量的表示方式及其适用场合。二、 前言物质含量的表示方式是化学中很重要的内容。由于物质含量表示方式很多，不同的方式适用的场合有有所不同，所以相对比较繁杂。在本实验中，我们涉及到了三价铁离子的含量表示方法，不少同学一开始不知用什么方式表示而使实验数据处理进行的不是那么顺利，本文将详细地总结物质含量的表示方式及其适用场合，以帮助大家熟练地运用这些知识。三、 内容(一) 物质含量的表示方式及大致适用范围物质含量的表示方式多种多样，较为繁杂，大致可分为以下两类：一类是用溶质与溶剂或溶液的相对量表示，它们的量可以是克（g）、摩尔（mol）、体积（L）等；另一类是用一定体积溶液中所含溶质的量表示。（注：凡是两种或两种以上的物质混合形成均匀稳定的分散体系叫做溶液。按此定义，溶液可以是液态，也可以是气态或固态。）具体可以分为以下几类：1、 质量分数：溶质的质量与溶液质量之比，符号为w，无量纲，可用分数或百分数表示。主要适用于固态及液态溶液。2、 摩尔分数或物质的量分数：溶质与溶剂的物质的量之比，符号为x,无量纲，可用分数或百分数表示。由于在化学反应中物质的质量比是很复杂的，但是其间物质的量之比是很简单的，用摩尔分数表示可以直接和化学反应联系起来。因此主要适用于化学反应过程中，对固、液、气三态都适用。3、 质量摩尔浓度：溶质的物质的量除以溶剂的质量，符号为m，国际单位为mol/kg。由于物质的质量摩尔浓度与温度无关，在解释非电解质溶液的依数性时通常使用该浓度表示方式，在热力学处理中也比较方便，在电化学中也主要采用该浓度表示电解质的浓度。4、 质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度，以符号n表示，国际单位为kg/m3。因为涉及溶液体积，这种方法主要适用于液态溶液。实验中我们所用的就是这个浓度，只是考虑到选取较适合的单位，我们所用的单位为mg/mL。5、 体积分数：相同温度、压力下，溶液中某组分混合前的体积与混合前各组分的体积总和之比，符号为，无量纲，可用分数或百分数表示。主要是用温度、压力条件相同的液态和气态溶液，但是由于气体混合之后体积改变比较大，所以更适用于液态溶液。6、 物质的量浓度：溶液的单位体积所含溶质物质的量，符号为c,单位为mol/L(或mol/dm3)、mmol/mL(或mmol/cm3)。由于涉及溶液的体积，广泛用于液态溶液，在固态和气态溶液中基本不使用。 该种表示方式是实验室最常用的表示方式，但是由于溶液的密度或体积随温度会发生一定的变化，因此在精确测量时可能会造成一定的差别，但是基本不会有影响。7、 比例浓度：实验室常用1:1的盐酸来溶解矿物样，这种比例表示的浓度称为比例浓度，在此是指市售浓盐酸和水按体积比1:1配制的。这样的表示方法很简单，这样的溶液也最容易配制。但是由于商品的精度是有限的，所以不适合精确度较高的场合。这种方法也适用于硝酸、硫酸、氨水等市售液态试剂的配制。8、 波美度：表示溶液浓度的一种方法。把波美比重计浸入所测溶液中，得到的度数就叫波美度。波美比重计有两种：一种叫重表，用于测量比水重的液体；另一种叫轻表，用于测量比水轻的液体。当测得波美度后，从相应化学手册的对照表中可以方便地查出溶液的质量百分比浓度。例如，在15测得浓硫酸的波美度是66B，查表可知硫酸的质量百分比浓度是98%。显然，这种方法只适合在测量液态溶液。9、 ppm和ppb：这种表示方式其实是一种比例关系，用ppm(10-6，百万分之一)和ppb（10-9，十亿分之一）来表示，可以指质量，也可以指物质的量，有时也指体积。适用于气、液、固三态溶液，对气态物质常指物质的量或体积，对固态和液态物质，往往指质量。由于其表示的浓度极小，所以经常用来指微量成分的含量。我们实验中用此来表示摩尔盐中三价铁离子的含量正是因为这个原因。但是，按国际纯粹与应用化学联合会的现行规定，这两种方式已经不再使用。值得注意的是，尽管表示物质含量的方式很多，但是在很多情况下有些表示方式之间是可以相互换算的，在适当的场合可以将其联系起来。(二) 某些特定情况下的含量表示方式选择（以本实验为例）本实验涉及物质含量的主要是比尔朗伯定律。其中吸光度可以由A=lc，其中为比例常数，l为溶液层厚度，c为溶液的浓度，浓度的单位一般为mol/L或g/L。当介质厚度以 cm 为单位，吸光物质浓度以g/L为单位时，称为吸收系数， 其单位为Lg-1cm-1。当介质厚度 以 cm 为单位，吸光物质浓度以mol/L为单位时，称为摩尔吸收系数，其单位为Lmol-1cm-1。这是可以互换的，并且得到的A-c工作曲线将会是一条直线，数据十分直观。但是，如果溶液的浓度用质量分数、摩尔分数等表示，A-c曲线不再是线性相关的直线，显然就不能直观地表示吸光度A与浓度c之间的关系，这会给实验数据的测量造成一定的困难。同时，在实验过程中，因为溶液体积为mL，浓度采用单位mg/mL也使得实验数据的处理变得十分简单，不必进行数量级之间的转换。所以我们应该在不同的场合进行详细的分析，选择其适合的物质含量的表达方式。四、结论 物质含量的表示方式多种多样，较为繁杂，但是都表明了溶剂与溶质的相对含量。有些表示方式之间是可以相互换算的，在适当的场合可以将其联系起来。但是，不同的含量表示