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小小滴定溶液蕴含大学问,且用且谈“摩尔浓度”和“当量浓度”

 呛呛以呛以呛呛 2022-05-29 发布于河北

标准滴定溶液主要用于测定产品的主体含量和杂质含量,是分析过程中广泛使用的标准物质。标准滴定溶液有时候也被叫做当量溶液,在我们使用标准滴定溶液的时候,也经常会看到两个浓度单位摩尔浓度和当量浓度,今天就让我们一起来聊一聊摩尔浓度当量浓度

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摩尔浓度:一般指物质的量浓度,溶质(用字母B表示)的物质的量浓度(molarity)是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,用符号 Cb 表示,常用单位为mol/L。

当量浓度:溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数来表示的叫当量浓度(normality),符号N。

摩尔浓度是现在大家都在用的一个浓度单位!

当量浓度虽然现在提及的次数越来越少,但这个概念还是一直会出现在我们标准滴定溶液中,想要做个通古博今的化学人,当量浓度怎能不知晓!

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从标准滴定溶液看当量浓度!
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标准滴定溶液:用于滴定分析的己知准确浓度的溶液

当量浓度好复杂,

当量不甚理解,

理解当量浓度表示很困难!

看过来,

看过来,

具体实例帮您理解什么是当量,

什么是当量浓度? 

比如从酸碱滴定反应看

酸碱滴定反应中的当量

酸的当量是它能给出一摩尔质子所相对的量。

例如:一摩尔硫酸最多能给出两摩尔质子,因此它的当量是98/2=49. 如果以克来计, 硫酸的克当量是49克。

碱的当量是它得到一摩尔质子所相对的量。

例如:一摩尔氢氧化钠只能同一摩尔质子反应,所以它的当量是40/1=40。如果以克来计, 氢氧化钠的克当量是40克。

(上面所列出的酸或碱的克当量是指该化合物反应完全时的当量,如果一个化合物仅部分参加反应,那么它的当量应该根据具体反应来计算。)

酸碱滴定反应中当量浓度

在一升溶液中所含溶质的克当量数就是该溶液的当量浓度。

例如:一升硫酸溶液含98克硫酸, 硫酸的克当量是49克,则一升硫酸溶液所含的克当量数是2,则它的当量浓度是2N(它的摩尔浓度是1mol/L,当量浓度是2倍的摩尔浓度)。

又如:一升氢氧化钠溶液中含40克氢氧化钠, 氢氧化钠的克当量是40克,则一升氢氧化钠溶液所含的克当量数是1,它的当量浓度是1N(它的摩尔浓度是1mol/L,当量浓度和摩尔浓度保持一致)。

比如从氧化还原反应看

化还原反应中的克当量

氧化剂与还原剂在氧化还原反应中的当量是根据反应过程中的电子得失数来确定的。

计算通式是:

氧化剂当量=氧化剂分子量(或式量)/氧化剂在反应中得到的电子数 

还原剂当量=还原剂分子量(或式量)/还原剂在反应中失去的电子数 

例如: 高锰酸钾在酸性溶液中可被还原为Mn2  ,它的分子式是158.034,反应中得到电子的电子数为5,则它的当量是31.6;而在碱性溶液中,可被还原为MnO2, 反应中得到电子的电子数为3则它的当量为52.6。

(注意在不同的化学反应中,同一个化合物的氧化还原当量也可以不同。)

氧化还原反应中的当量浓度

氧化剂与还原剂在氧化还原反应中的当量浓度是可简单理解为每摩尔反应物在反应过程中电子得失数目

例如,0.1N  KMnO4标准滴定溶液(GB/T601-2016)

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离子方程式:2MnO4- 5H2C2O4 6H =2Mn2 10CO2↑ 8H2O

2mol KMnO4和5mol H2C2O4刚好反应,共转移10mol电子

则在1L KMnO4标准滴定溶液的标定过程中,1mol的高锰酸钾在氧化还原过程中转移电子数5mol,它的当量浓度是5N,它的摩尔浓度是1mol/L,当量浓度是5倍的摩尔浓度。

0.1N的KMnO4标准滴定溶液对应的摩尔浓度C(KMnO4)=0.02mol/L

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理解了摩尔浓度和当量浓度,

那么怎么正确表示标准滴定溶液浓度呢?

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GB/T601-2016中的高锰酸钾滴定溶液[C(1/5KMnO4)=0.1mol/L]是这样表示的,但是药典中高锰酸钾滴定溶液C(KMnO4)=0.02mol/L却是这样表示的:

高锰酸钾滴定溶液两种浓度表示方法,傻傻分不清楚。

首先要告诉大家的是,这两种表示方法代表了同一种高锰酸钾滴定溶液,

它们之间的区别在于GB/T601-2016是以(1/5KMnO4)为基本单元,药典则是以(KMnO4)为基本单元;

那么GB/T601-2016标准中浓度表示方法究竟有什么好处?

GB/T601-2016标准中浓度表示方法应用的过程又需要注意什么?

GB/T601-2016标准和药典中哪些滴定溶液的表示方法不一样却又代表同一种滴定液呢?

请听我们娓娓道来……

GB/T601-2016标准中浓度表示法是直接把溶质的组分和量告诉使用者,便于选用和计算。GB/T601-2016的浓度表示法比较长,初用可能感到麻烦,但其采用了国际单位制和国际标准的浓度概念,是世界公认的浓度表示方法。在应用时,需注意以下两点:

1.必须写全

例如C(1/6KIO3)=0.1mol/L不能只写“碘酸钾浓度为0.1mol/L”。也就是说不写出“C(1/6KIO3)=”是没有意义的。

2.注意书写格式

基本单元除表示该物质的组成外,在一定程度上还表示此标准溶液在被标定浓度时的反应关系。例如,1/5KMnO4表示标准溶液锰的价数从 7价还原至 2价,有5价变化。其书写格式用C(1/5 KMnO4)=0.1mol/L。而不应写成C(KMnO4)=0.02mol/L,后者表示的是浓度的概念,看不出锰价数的变化。

GB/T601-2016标准中标液与药典中标液浓度对照

(两个标准表示不同的列出来,两个标准表示相同的不列在表内)

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