基础化学法定单位有效数字分散系统

基础化学法定单位有效数字分散系统第1页，共47页，2023年，2月20日，星期四内容提要基础化学课程的地位和作用我国的法定计量单位有效数字量纲分析溶液的组成标度物质的量物质的量浓度摩尔分数和质量摩尔浓度摩尔分数质量摩尔浓度第2页，共47页，2023年，2月20日，星期四教学基本要求掌握物质的量、物质的量浓度、摩尔分数和质量摩尔浓度的定义、表示方法及计算。熟悉SI单位制和我国法定计量单位。了解基础化学课程的地位和作用。第3页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用化学：在原子-分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。

实物：具有静止质量，物质化学的研究对象。场：没有静止质量，不属于化学的研究对象。第4页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用物质的例子实物(substance)：

星球汽车分子场(field)：无线电波（电磁场）光子第5页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用化学研究的例子反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)机理：I2(g)2I(g)（快）

2I(g)+H2(g)2HI(g)（慢）第6页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用化学的分类第7页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用化学是一门中心学科。第8页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用化学和医学、药学的关系。第9页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用什么是基础化学。基础化学溶液化学反应的能量、速率、电化学物质结构化学分析酸碱、电解质、渗透压、胶体（生理、病理基础）反应的自发性、平衡、速率、机理，电位（生理、病理、药理基础）原子、分子、配合物（有机分子、生物分子基础）化学和仪器分析方法（临床分析和实验技能基础）第10页，共47页，2023年，2月20日，星期四第一节基础化学课程的地位和作用怎样学好基础化学。基础化学预习听课笔记练习复习实验自学讨论课外读物第11页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制1960年第11届国际计量大会（CGPM）以六个基本单位为基础命名“国际单位制”（leSystèmeInternationald’Unités，缩写为SI），1971年第14届CGPM增加第7个基本单位摩尔。第12页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制组成

SI基本单位

SI单位

SI单位SI导出单位

SI倍数单位第13页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制SI基本单位

量的名称单位符号长度米m质量千克kg时间秒s电流安[培]A热力学温度开[尔文]K物质的量摩[尔]mol发光强度坎[德拉]cd第14页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制SI长度单位—米（meter）“米”定义为真空中1/299792458秒时间光行距离。氢原子的半径是

53×10-12m(53pm)表9-4给出37pm？第15页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制SI质量单位—千克（kilogram）国际标准千克用铂-铱合金制造，保存在位于法国的国际标准局。第16页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制SI时间单位—秒（second）

1秒定义为气态铯原子吸收微波辐射9192631770次振荡的时间。

铯原子钟第17页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制SI热力学温度单位—开[尔文]（kelvin）

常压下水的冰点是0℃，热力学温度和摄氏温度的关系是：T/K=T/℃+273.15温度计第18页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制一些SI导出单位

量的名称单位符号用SI基本单位表示

力，重力牛[顿]N1N=1kg·m/s2压力，压强帕[斯卡]Pa1Pa=1N/m2能，功，热量焦[耳]J1J=1N·m电荷[量]库[仑]C1C=1A·s电动势，电位伏[特]V1V=1W/A摄氏温度摄氏度℃T/K=T/℃+273.15第19页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位国际单位制部分SI词头（常用8个）

因数词头名称符号因数词头名称符号1018exa艾[克萨]E10-1deci分d1015peta拍[它]P10-2centi厘c1012tera太[拉]T10-3milli毫m109giga吉[咖]G10-6micro微μ106mega兆M10-9nano纳[诺]n103kilo千k10-12pico皮[可]p102hecto百h10-15femto飞[姆托]f10deka十da10-18atto阿[托]a第20页，共47页，2023年，2月20日，星期四第二节我国的法定计量单位我国的法定计量单位一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。

可与SI单位并用的法定计量单位

量的名称单位符号时间分时日minhd体积升l、L能电子伏eV第21页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字有效数字的概念有效数字(significantfigure)是既能表达数值大小,又能表明测量值准确程度的数字表示方法,它包括测得的全部准确数字和一位可疑数字，可疑数字的误差为±1。2526?第22页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字有效数字的概念在有效数字的表示中，0～9这10个数字，只有“0”作为定位时是非有效数字。例如溶液体积20.50mL=0.02050L，后者在在数字“2”之前的“0”只起定位作用，不是有效数字。0.02050有四位有效数字。第23页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字有效数字的概念为了准确表述有效数字，需要使用科学计数法（scientificnotation）。科学计数法用一位整数、若干位小数和10的幂次表示有效数字。如4.2×103(两位有效数字)，4.20×103(三位有效数字),4.200×103(四位有效数字)。第24页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字有效数字的概念表示倍率、分率的数，凡定义给定的值、国际协议的值等，不带有误差者，称为准确值（exactnumber），不受有效数字位数限制。例如以Na2CO3为基本单元，摩尔质量M(Na2CO3)=(106.0÷2)g·mol-1，此处2是自然数。一般计算时也不考虑相对原子质量等常数的有效数字位数。第25页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字有效数字的概念化学中常见的以对数表示的pH、pK及lgc等,其有效数字的位数,仅取决于小数部分的位数,因为整数部分只与其对应真数中的10的方次有关。如pH=10.20有两位有效数字，与表示成[H3O+]=6.3×10-11mol·L-1一致。第26页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字有效数字及其运算规则修约当实验测定值和计算值的有效位数确定之后，要对它后面的多余的数字进行取舍，这一过程称为修约（rounding），通常按“四舍六入五留双”规则进行处理。当约去数为4时舍弃，为6时则进位；当约去数为5而后面无其它数字时，若保留数是偶数(包括0)则舍去,是奇数则进位,使修约后的最后一位数字为偶数。第27页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字有效数字及其运算规则加减运算加减运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中精度最低，即小数点后位数最少的数为准。例如0.5362+0.25，和为0.79。乘除运算乘除运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中相对误差最大,即有效数字位数最少的数为准。例如0.0121×25.64,积为0.310。第28页，共47页，2023年，2月20日，星期四第三节有效数字例：计算21.64mL,0.2463mol/LA溶液中溶质物质的量。解：0.2463mol/L×21.64mL=5.340mmol

21.64×0.2463

649212984865643285.339932第29页，共47页，2023年，2月20日，星期四第四节量纲分析量纲分析(dimensionalanalysis)化学计算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之间的关系。量可以定量地表示为量的数值和量的单位的乘积：A={A}·[A]

式中，A为物理量的符号，[A]为单位的符号，{A}是以单位[A]表示量A的数值。量方程式计算的每一个步骤中物理量数据都应该带单位。这些单位在计算时或保留、或相乘、或相除、或“抵消”，称为量纲分析。第30页，共47页，2023年，2月20日，星期四第四节量纲分析换算因子(conversionfactor)量纲分析的关键是换算因子的运用。换算因子是分子和分母表示具有不同单位的同一物理量的分数形式。例如液体体积的换算，1L=1000mL，所以换算因子是：和另外，相关联的不同物理量之间的相互换算也可作换算因子处理，例如，由密度相关联，溶液的质量和体积可以相互换算。第31页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量(amountofsubstance)定义

摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元(elementaryentity)数与0.012kg碳12的原子数目相等。

在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。第32页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量意义物质的量是表示物质数量的基本物理量。1mol物质的基本单元的数目是阿伏加德罗常数(Avogadroconstant)的数值：(6.0221367±0.0000036)×1023阿伏加德罗常数：L=(6.0221367±0.0000036)×1023mol-1，单位mol-1。这个数的精确程度随测量技术水平提高而提高。第33页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量意义摩尔的定义是绝对定义，不随测量技术而改变。12g12C的原子数目是阿伏加德罗常数的数值。只要B的基本单元数目与0.012kg12C的原子数目一样多，就是1mol。1molC第34页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量mol的用法mol是物质数量的计量单位，说1mol物质B[(6.0221367±0.0000036)×1023个基本单元]，类似于说1打鸡蛋（12只）、1罗铅笔（144支）。1打鸡蛋1罗铅笔第35页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量mol的用法“物质的量”是整体名词，不能拆开。使用mol时必须同时指明基本单元。物质的量的符号是nB，指物质B的物质的量；对于具体物质，应将基本单元表示在括号内，如n(Na2CO3)=0.5mol基本单元应该用粒子符号、物质的化学式或它们的特定组合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、(2H2+O2)等。第36页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度问题：1mol物质有多少1mol水能一口喝下，宇宙中的星球约1/10mol，算算直径1cm的小球排满我国9.6×106km2陆地会有多厚？第37页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量(amountofsubstance)摩尔质量(molarmass)和物质的量的计算物质B的摩尔质量MB定义为B的质量mB除以B的物质的量nB，即：单位kg·mol-1。以g·mol-1为单位，原子MB的数值等于其Ar，分子MB的数值等于其Mr。第38页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度0.53gNa2CO3的物质的量是多少？运用摩尔质量的定义式可以方便地计算MB

、mB

和nB。

第39页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量浓度定义溶液的物质的量浓度(amount-of-substanceconcentration)定义为溶质B的物质的量nB除以溶液的体积V，即：单位mol·L-1，浓度很小时可用mmol·L-1。cB可简称为浓度(concentration)。第40页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度物质的量浓度cB的用法使用cB

时必须指明基本单元。对于具体物质，应将基本单元表示在括号内，如c(1/2Ca2+)=4mmol·L-1

未知相对分子质量的物质B可用质量浓度ρB(massconcentration)表示，单位为kg·L-1，定义是第41页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度正常人血浆中每100mL含Na+326mg、HCO3-164.7mg、Ca2+10mg，它们的物质的量浓度(单位mmol·L-1)各为多少？

第42页，共47页，2023年，2月20日，星期四第五节分散系统与混合物的组成标度市售浓硫酸密度为1.84kg·L-1，H2SO4的质量分数为96%，计算物质的量浓度