淺談物質的量濃度和摩爾濃度
在表示溶液的濃度時,已幾經易名。較早用“克分子濃度”,后又稱“體積摩爾濃度(M)”,最后根據《中華人民共和國法定計量單位》的規(guī)定,改稱為物質的量濃度。
對于摩爾濃度(M),一些年歲較大的老教師已運用多年,說的順口,寫的順手,習慣成自然。而對于物質的量濃度由于不習慣,感到很別扭。在實際教學工作中存在混淆使用這兩個名詞的現(xiàn)象,使學生感到困惑。有些人甚至認為:“物質的量濃度就是摩爾濃度,沒有什么兩樣,改不改無所謂。”這實際上是一種誤解。為了弄清物質的量濃度和摩爾濃度的區(qū)別,筆者根據自己的理解,淺談物質的量濃度和摩爾濃度這兩個概念的區(qū)別。
眾所周知,物質的量濃度,是指單位體積的溶液中所含的物質的量,其單位為摩爾每立方米(mol.m
-3)或摩爾每升(mol.L
-1)。對比摩爾濃度,它是以每升溶液中含有物質的摩爾數(shù)來表示溶液的濃度。
從以上的表達形式上看,物質的量濃度和摩爾濃度好像沒有根本的區(qū)別,只不過是叫法不同。只要將摩爾濃度中的“摩爾數(shù)”換成“物質的量”,“摩爾濃度”就變成了法定的“物質的量濃度”,因此,完全可用“摩爾濃度”代替“物質的量”濃度使用。但是,筆者認為:“物質的量濃度”和“摩爾濃度”是兩個不同的概念。
在化學領域中,物質的量,是以阿佛加德羅數(shù)作為微觀粒子的計算單元來衡量物質所含某種指定微粒有多少這樣單元的物理量,其SI單位是摩爾。但是,在摩爾濃度定義中使用的“摩爾數(shù)”則是“物質的量”這個物理量的量值,是“物質的量”的一個具體數(shù)。量和量值是不能等同的,前者有量綱,后者沒有量綱。很明顯,“摩爾濃度”既然是作為一種物理量,無論它的定義還是名稱都不能使用“摩爾數(shù)”這種量值。而應當使用“物質的量”這種物理量。“摩爾濃度”實際上應叫做“摩爾數(shù)濃度”。這無論在概念上還是在邏輯上都是很不恰當?shù)。就像稱“質量百分比濃度”為“千克數(shù)百分比濃度”那樣不恰當一樣。
為了更直觀地理解“物質的量濃度”和“摩爾濃度”這兩個概念的區(qū)別,我們不妨看看下面的例子:比如對
溶液濃度的計算,用C(AB)表示物質的量濃度,AB即為基本單元。為表示
的量濃度,可分別選取
和
作為基本單元,A分別為1、2。以上兩種不同基本單元的
的量濃度可分別表示為C(
)、C(
)。
若設C(
)= 1mol.L
-1
則C(
)= 0.5mol.L
-1
同一種物質A,當其基本單元確定為B或AB時,該物質的量濃度間有如下關系:
由此看出,當A=1時,C(B)才相當于過去的摩爾濃度。
那么問題來了,“摩爾質量”是不是應該叫做“物質的量質量”?