溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù):
1. 概念:溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比。
2. 表達式:
溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)==
3. 含義:溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的含義是指每100份質(zhì)量的溶液中含有溶質(zhì)的質(zhì)份為多少。如100g10%的NaCl溶液中含有10gNaCl.。不要誤認為是100g水中含有10gNaCl。
應(yīng)用溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)公式的注意事項:
①溶質(zhì)的質(zhì)量是指形成溶液的那部分溶質(zhì),沒有進入溶液的溶質(zhì)不在考慮范圍之內(nèi)。如在20℃時,100g水中最多能溶解36gNaCl,則20gNaCl放入50g 水中溶解后,溶質(zhì)的質(zhì)量只能是18g。
、谌芤旱馁|(zhì)量是該溶液中溶解的全部溶質(zhì)的質(zhì)量與溶劑的質(zhì)量之和(可以是一種或幾種溶質(zhì))。
、塾嬎銜r質(zhì)量單位應(yīng)統(tǒng)一。
、苡捎谌芤旱慕M成是指溶液中各成分在質(zhì)量方面的關(guān)系,因此,對溶液組成的變化來說,某物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)只有在不超過其最大溶解范圍時才有意義。
例如在20℃時,NaCl溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)最大為26.5%,此時為該溫度下氯化鈉的飽和溶液,再向溶液中加入溶質(zhì)也不會再溶解,濃度也不會再增大。因此離開實際去討論溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)更大的NaCl溶液是沒有意義的。
、葸\用溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)表示溶液時,必須分清溶質(zhì)的質(zhì)量、溶劑的質(zhì)量和溶液的質(zhì)量。
a.結(jié)晶水合物溶于水時,其溶質(zhì)指不含結(jié)晶水的化合物。如CuSO4·5H2O溶于水時,溶質(zhì)是CuSO4。
溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)= ×100%
b.當某些化合物溶于水時與水發(fā)生了反應(yīng),此時溶液中的溶質(zhì)是反應(yīng)后生成的物質(zhì)。如Na2O溶于水時發(fā)生如下反應(yīng):Na2O+H2O==2NaOH。反應(yīng)后的溶質(zhì)是NaOH,此
溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=。
c.若兩種物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng),有沉淀或氣體生成,此時溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=
影響溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的因素:
(1)影響溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的因素是溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)錄,與溫度、是否飽和無關(guān)。在改變溫度的過程中若引起溶液中溶質(zhì)、溶劑質(zhì)量改變,溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)也會改變,但歸根結(jié)底,變溫時必須考慮溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量是否改變。因而,影響溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的因素還是溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量。例如:
、賹柡偷腘aNO3溶液降低溫度,由于析出品體,溶液中溶質(zhì)的質(zhì)缺減少,溶劑的質(zhì)量不變,所以溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)變小。
②將飽和的NaNO3溶液升高溫度,只是溶液變成了不飽和溶液,溶液中溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量不變,因而溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)不變。
(2)不要認為飽和溶液變成不飽和溶液,溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)就變;也不要認為不飽和溶液變成飽和溶液,溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)就變大;要具體問題具體分析。
有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算的類型
。1)利用公式的基本計算
①已知溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量,求溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。
直接利用公式:溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=
②已知溶液、溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù),求溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量。
利用公式:溶質(zhì)的質(zhì)量=溶液的質(zhì)量×溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)
溶劑的質(zhì)量=溶液的質(zhì)量一溶質(zhì)的質(zhì)量
、垡阎苜|(zhì)的質(zhì)量、溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù),求溶液的質(zhì)量。
利用公式:溶液的質(zhì)量=溶質(zhì)的質(zhì)量÷溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)
④質(zhì)量、體積、密度與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的換算
當溶液的量用體積表示時,計算時應(yīng)首先將溶液的體積換算成質(zhì)量后再進行相關(guān)計算。因為計算溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的公式中各種量都是以質(zhì)量來表示的,不能以體積的數(shù)據(jù)來代替。
利用公式:溶液的質(zhì)量=溶液的體積×溶液的密度
。2)溶液的稀釋與濃縮
注意:
a.幾種溶液混合,溶液的體積不能簡單相加,即V總≠VA+VB
b.混合后溶液的質(zhì)量、溶質(zhì)的質(zhì)量可以相加,即m總=mA+mB
c. 要求混合后溶液的總體積,必須依據(jù)公式V=m/ρ,所以要知道混合溶液的密度才能求出總體積。
。3)飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算
a. 固體溶解度的計算公式
根據(jù)固體溶解度的計算公式[溶解度(S)=×100g]可推導出:
,
b. 溶解度與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系
特殊的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算:
(1)結(jié)晶水合物溶于水時,其溶質(zhì)指不含結(jié)晶水的化合物。
如CuSO4·5H2O溶于水時,溶質(zhì)是CuSO4。
溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=×100%
(2)溶質(zhì)只能是已溶解的那一部分,沒有溶解的不能做溶質(zhì)計算
如20℃時,20gNaCl投入到50g中水中(20℃時,NaCl的溶解度為36g)。20℃時50g水最多只能溶解18gNaCl,如溶質(zhì)的質(zhì)量為18g,而不是20g,所以該NaCl溶液的質(zhì)量分數(shù)=18g/(50g+18g)×100%=26.5%。
。3)當某些化合物溶于水時與水發(fā)生了反應(yīng),此時溶液中的溶質(zhì)是反應(yīng)后生成的物質(zhì)。如Na2O溶于水時發(fā)生如下反應(yīng):Na2O+H2O==2NaOH。反應(yīng)后的溶質(zhì)是NaOH,此
溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=。
。4)某混合物溶于水,要計算某一溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù),溶液的質(zhì)量包括混合物與水的質(zhì)量
如5gNaCl和1gKNO3的混合物溶于100g水,計算NaCl的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù):
ω(NaCl)=5g/(5g+1g+100g)×100%=4.7%。
。5)利用元素的質(zhì)量分數(shù)進行計算
溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)與溶質(zhì)中某元素的質(zhì)量分數(shù)之間有著聯(lián)系。溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)×溶質(zhì)中某元素的質(zhì)量分數(shù)=溶液中某元素的質(zhì)量分數(shù)。
溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的不變規(guī)律:
。1)從一瓶溶液中不論取出多少溶液,取出溶液及剩余溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與原來溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同。
。2)溶質(zhì)、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)均相同的兩種溶液混合,所得溶液的質(zhì)量分數(shù)保持不變。
。3)一定溫度時,向某飽和溶液中加入該溶質(zhì),所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)保持不變。
(4)一定溫度時,對某飽和溶液恒溫蒸發(fā)溶劑,所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)保持不變。
(5)對于溶解度隨溫度升高而增大的物質(zhì)來說,將其飽和溶液(底部沒有固體時)升高溫度,所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)保持不變。而對于溶解度隨溫度升高而減小的物質(zhì)(熟石灰)來說,降低溫度,所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)保持不變。