溶液浓度

溶液中溶质的量或溶解的量称为该溶液的浓度。溶质或溶剂的量在溶液中不是固定的。因此，根据溶液中存在的溶质的比例，溶液可以分为两种类型：

i) 稀溶液：溶质含量较少的溶液称为稀溶液。通过增加溶剂的量可以使其进一步稀释。

ii) 浓溶液：它含有大量溶质，或溶质浓度更高。此外，如果溶质的量增加，它可以变得更浓。

例如，与将 10 汤匙糖溶解在 500 毫升水中制成的溶液相比，在 500 毫升水中加入一汤匙糖可以被认为是稀溶液。换句话说，溶质越多，浓度越高。例如，300 毫升水中 5 汤匙盐比 300 毫升水中一汤匙盐更咸。

稀或浓只是定性地表达了溶液的浓度，因为我们只能说溶液是稀的还是浓的，而不能知道确切的浓度。因此，它在化学中没有用。

有很多方法或途径可以定量地表示溶液的浓度。这些方法可以告知溶液的确切浓度，从而可以轻松地比较两个溶液的浓度。

让我们一一来看不同类型的溶液，看看它们的浓度是如何定量表示或测量的。

1) 固-液溶液

由固体溶质和液体溶剂组成的溶液的浓度以质量百分比（质量百分比）或体积百分比（质量/体积）表示。分子是溶质的质量，分母是溶液的总质量（溶质质量 + 溶剂质量），然后乘以 100，如下所示：

i) 质量百分比或质量/质量百分比 (w/w)

它指溶解在 100 克溶液中的溶质的克数。 它表示溶液中溶质的质量百分比。例如，20% 的糖溶液意味着 20 克糖溶解在 100 克溶液中（20 克糖 + 80 克溶剂）。类似地，10% 的质量/质量食盐溶液表示加入 90 克水 10 克食盐，使溶液总质量达到 100 克，其中溶解了 10 克食盐。因此，它表示每 100 克溶液中的溶质质量，而不是每 100 克溶剂。

以质量百分比表示浓度的公式如下：

上述公式表示每 100 克溶液中的溶质克数。因此，当溶质是固体，溶剂是液体时，质量百分比是表示浓度的合适方法。

例如；当我们通过将 20 克糖溶解在 100 克水中来制备溶液时；

质量百分比或质量百分比 = (20 克糖 / 120 克溶液) x 100 % = 16.6 % 糖

ii) 体积百分比（w/v）

它指溶解在 100 毫升（ml）溶液中的溶质的克数。例如，10% 的食盐水溶液表示 10 克食盐溶解在 100 毫升溶液中。

衡量溶质体积百分比的公式如下：

溶质的体积百分比 = (溶质质量（克）/ 溶液体积（毫升）) x 100

非常稀的溶液浓度

在某些情况下，与溶剂相比，溶质的量非常小。在这些情况下，浓度以百万分率（ppm）表示。它指每百万份溶液（按质量或体积计）中的溶质份数（按质量或体积计）。数学上，我们可以这样写：

ppm = 溶质质量 / 溶液总质量 x 10⁶

ppm = 溶质体积 / 溶液体积 x 10⁶

2) 液-液溶液

在这类溶液中，溶质和溶剂都以液体状态存在。在这种情况下，溶液的浓度以体积百分比或溶液的体积百分比表示，即溶液中溶质的体积百分比。

体积百分比（v/v）溶质

它用于液-液溶液。例如，溶解在 100 毫升（ml）溶液中的溶质的毫升（ml）数。计算这些溶液浓度的公式如下：

体积百分比或体积/体积百分比 = (溶质体积（毫升）/ 溶液体积（毫升）) x 100 %

因此，20% 的酒精水溶液由 20 毫升酒精和 80 毫升水组成，使溶液总体积达到 100 毫升，如下所示：

体积百分比 = (20 毫升酒精 / 100 毫升溶液) x 100 % = 20 %

液体药物的浓度也以体积百分比表示，并用符号 v/v 表示。因此，当给出溶质和溶液的体积时，溶液的浓度以体积百分比表示。

其他流行的方法

i) 摩尔浓度 (M)

它指溶解在一升溶液中的溶质摩尔数。其计算方法是将溶质的摩尔数除以溶液的体积（升），如下面的公式所示：

摩尔浓度的单位是 mol/L 或 mol/dm³ 或符号 M，读作“摩尔”。例如，标记为 2.5 M NH₄Cl 的溶液读作“2.5 摩尔氯化铵溶液”。物质或溶质的摩尔数可以通过以下公式计算：

摩尔数 = 给定的物质质量 / 物质的分子量

此外，摩尔浓度会随着温度的变化而变化，因为体积会随着温度的变化而变化。

ii) 质量摩尔浓度 (m)

它也表示溶液的浓度。它表示每千克溶剂中存在的或溶解的溶质摩尔数。它用 'm' 表示，其公式如下：

质量摩尔浓度的单位是 mol/kg。因此，质量摩尔浓度为 7 mol/kg 的溶液称为 6 摩尔或 6 m。

质量摩尔浓度与摩尔浓度的区别仅在于分母：摩尔浓度分母是溶液的升数，而质量摩尔浓度分母是溶剂的千克数。质量摩尔浓度的值不随温度变化而变化。

iii) 浓度 (N)

它定义为每升或每立方分米溶液中存在的溶质的克当量数。它也称为等浓度。它用 'N' 表示，单位是当量/升或 eq/L。浓度为一的溶液称为标准溶液。其公式如下：

iv) 形式浓度

它定义为每升溶液中溶解的离子溶质的克分子式质量数。它用 F 表示。例如，当溶液中含有每升溶液一个克分子式质量的溶质时，溶液的形式浓度为 1。

形式浓度通常用于表示像 NaCl 这样以离子网络存在的离子固体的浓度。此外，如果温度变化，形式浓度也会发生变化。其公式如下：

尽管摩尔浓度和形式浓度都表示每升溶液中的溶质摩尔数，但它们是不同的。让我们看看摩尔浓度和形式浓度之间的基本区别；

形式浓度表示溶液中某种物质的总浓度，而不管其化学形式。例如，当我们将 0.2 摩尔 NaCl 溶解在 1 升水中时，会得到含有 0.2 摩尔 Na⁺ 和 0.2 摩尔 Cl^- 的溶液。因此，NaCl 的摩尔浓度为零，因为溶液中没有未解离的 NaCl 分子。然而，该溶液的 Na⁺ 摩尔浓度为 0.1 M，Cl^- 摩尔浓度为 0.1 M。但是，此溶液中 NaCl 的形式浓度仍为 0.1 F。

v) 摩尔分数

它指溶液中某个组分的摩尔数与所有组分（所有组分的摩尔数）之比。它用 x 表示。例如，一个溶液包含溶质 A 和溶剂 B。令 p 为溶质 A 的摩尔数，q 为溶剂 B 的摩尔数。因此，这两个组分 A 和 B 的摩尔分数如下：

xA = p / p + q

xB = q / p+ q

以上所有方法都常用于表示溶液的浓度。它们各有优缺点。例如，摩尔浓度取决于温度，而质量摩尔浓度和摩尔分数不受温度影响。