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议两则溶液的组成标度和组成变量
【关键词】 溶液的组成标度 组成变量
丁香园网站上讨论两则溶液的组成标度和组成变量,一则是
50%乙腈水溶液怎样配制;另一则是 2N(当量)盐酸 200ml 怎样配制。参
加讨论的人不少,意见各不相同。溶液组成的标度有 5 类,各有其名
称、符号、定义和 SI 单位。
1 50%乙腈水溶液配制
参加讨论者一种说法是取同体积乙腈与水混溶,另一种说法
是取一体积乙腈,加水至两体积,摇匀。50%乙腈水溶液的说法比较模
糊
2、没有说 50%是体积分数还是质量分数。在溶液组成的标度中有"体
积分数"的"质量分数"两个量的名称,国家标准 GB3102.8 93 对这
两个量的符号、单位、定义都有规定。应该对照国标来讨论这个问题。
1.1 B 的体积分数[1]
国家标准中已经废除原百分浓度"%(ml/ml)"的表达形式,
用"体积分数"去取代,其量的符号是"yB" SI 单位是"1"
, 。定义
为:yB=xB V★m,B/ ( A xA V★m,A)(1)式中 V★m,A 和 V★m,B 分
别为与混合物相同的温度和压力时纯 A
3、 和纯 B 的摩尔体积(上角标★表
示"纯的"), xA 和 xB 分别为混合物中 A 和 B 的摩尔分数, A xA V
★m,A 为每物质的量的混合物的各组元 A 在混合以前的体积总和, V xB
★m,B 而 为混合以前相应纯 B 的体积。在备注项下称"也可使用一个
替换定义,即以 A 的偏摩尔体积 VA= V/ nA)T,p,nB 代替纯物质
A 的摩尔体积 V★m,A, 质 A 的偏摩尔体积可用 V★A 表示。★A 与
纯物 V
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V★
4、m,A 完全相等" 。
若用通俗易懂的文字表述,其定义可为"在相同温度、压力
下,纯物质的体积与组成该混合物的各纯物质体积的和之比" 。例如:
在 20℃和 101.325kPa 时, 70ml 乙醇与 30ml 水混合,
将 得到混合物(乙
醇+ 水)的体积为 96.8ml,按照定义,则乙醇的体积分数为:y
(C2H5OH)= 70ml/100ml=0.7=70% 。 切 不 可 误 为
70ml/96.8ml=0.723=72.3%,后者这个量称为"B 的体积浓度" 符号是 ,
"sB" ,一般情况下尽可
5、能不用它。乙醇的体积分数为 70%,不应写
为 70%(ml/ml)、(v/v)。中国药典一直采用"百分浓度"表示溶液组
成的标,是不符合法定计量单位的。
1.2 B 的质量分数
国家标准已经废除原百分浓度"%(g/g)"的表达形式,用"质
量分数"去取代。定义是物质 B 的质量与混合物的质量之比。质量分
数的符号是"wB" SI 单位是"1"
, 。按照 SI 规定,其质量分数单位的
选择为 10-3、10-6、10-9。但是在我国,大多数以百分数形式表达。
例 如 乙 醇 杀 菌 最 好 的
6、 标 度 是 w(C2H5OH)=0.70=70% 。 不 应 该 写 作
70%(g/g)、70%(m/m)、70%(w/w)。也不应该称"乙醇的质量百分数"
或"乙醇重量百分数" 。
1.3 国家标准 GB3101 93, ,质量百分和体积百分的说法在
原则上是无意义的。也不能在单位符号上加其它信息,如%(m/m)
或%(v/v)。正确的表示方法是:质量分数为 0.67 或质量分数为 67%;
体积分数为 0.75 或 75%。质量分数和体积分数也可以这样表示,例如
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5mg/g 和 4.2ml/m3"
。药典中的%(g/g)、%(ml/ml),可采用国家标准
中质量分数和体积分数去代替,%(g/ml)可用质量浓度(g/L)去换算后
代替。
根据以上 3 点,如果是配制体积分数 50%乙腈水溶液,则是
在相同温度、压力下,取同体积乙腈与水混匀即可;如果是配制质量分
数 50%乙腈水溶液,则是取相等质量值的乙腈与水混匀即可。
2 200ml 2N(当量)盐酸的配制
参加讨论的人一种说法是用公式计算,取计算量盐酸
(36%)33ml,
8、加水稀释至 200ml;另一种说法是按中国药典附录中滴定
液配制方法折算比较可靠,取盐酸(36%)36ml 稀释。
2.1 盐酸的标度
早年学术界用"当量浓度"表示溶液组成的标度,这个变量
现在已经被 IUPAC 废除,但美国药典 30 版还在使用。英国药典 2007
年版、 日本药典(药局方)第 15 改正版和中国药典 2005 年版均采用 物 "
质的量浓度(简称浓度)"这个变量表示溶液组成的标度,量的符号是
"cB" 单位为"mol/L",中国药典早在 1985 年版就开始采用法法定 ,
计量单位,规定滴定液和试液组成的标度都用"mol/L"表示。盐酸是
一价酸,2N(当量)盐酸等于 2mol/L 盐酸。
2.2 用公式计算[2]:
用 wB 与 cB 换算公式为: r wBM(2)式中 cB 是物质的量浓 cB=
度,单位为 mol/L; wB 为质量分数,这是一个量纲 1 的量(即无量纲的
量); r 为密度 单位为 g·ml-1 或 g/cm3;M 为摩尔质量,单位为
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