淺談物質(zhì)的量濃度和摩爾濃度
在表示溶液的濃度時(shí),已幾經(jīng)易名。較早用“克分子濃度”,后又稱“體積摩爾濃度(M)”,最后根據(jù)《中華人民共和國法定計(jì)量單位》的規(guī)定,改稱為物質(zhì)的量濃度。
對(duì)于摩爾濃度(M),一些年歲較大的老教師已運(yùn)用多年,說的順口,寫的順手,習(xí)慣成自然。而對(duì)于物質(zhì)的量濃度由于不習(xí)慣,感到很別扭。在實(shí)際教學(xué)工作中存在混淆使用這兩個(gè)名詞的現(xiàn)象,使學(xué)生感到困惑。有些人甚至認(rèn)為:“物質(zhì)的量濃度就是摩爾濃度,沒有什么兩樣,改不改無所謂。”這實(shí)際上是一種誤解。為了弄清物質(zhì)的量濃度和摩爾濃度的區(qū)別,筆者根據(jù)自己的理解,淺談物質(zhì)的量濃度和摩爾濃度這兩個(gè)概念的區(qū)別。
眾所周知,物質(zhì)的量濃度,是指單位體積的溶液中所含的物質(zhì)的量,其單位為摩爾每立方米(mol.m
-3)或摩爾每升(mol.L
-1)。對(duì)比摩爾濃度,它是以每升溶液中含有物質(zhì)的摩爾數(shù)來表示溶液的濃度。
從以上的表達(dá)形式上看,物質(zhì)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(zhì)的量”,“摩爾濃度”就變成了法定的“物質(zhì)的量濃度”,因此,完全可用“摩爾濃度”代替“物質(zhì)的量”濃度使用。但是,筆者認(rèn)為:“物質(zhì)的量濃度”和“摩爾濃度”是兩個(gè)不同的概念。
在化學(xué)領(lǐng)域中,物質(zhì)的量,是以阿佛加德羅數(shù)作為微觀粒子的計(jì)算單元來衡量物質(zhì)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(zhì)的量”這個(gè)物理量的量值,是“物質(zhì)的量”的一個(gè)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(yīng)當(dāng)使用“物質(zhì)的量”這種物理量。“摩爾濃度”實(shí)際上應(yīng)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(dāng)?shù)?。就像稱“質(zhì)量百分比濃度”為“千克數(shù)百分比濃度”那樣不恰當(dāng)一樣。
為了更直觀地理解“物質(zhì)的量濃度”和“摩爾濃度”這兩個(gè)概念的區(qū)別,我們不妨看看下面的例子:比如對(duì)
溶液濃度的計(jì)算,用C(AB)表示物質(zhì)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(shè)C(
)= 1mol.L
-1
則C(
)= 0.5mol.L
-1
同一種物質(zhì)A,當(dāng)其基本單元確定為B或AB時(shí),該物質(zhì)的量濃度間有如下關(guān)系:
由此看出,當(dāng)A=1時(shí),C(B)才相當(dāng)于過去的摩爾濃度。
那么問題來了,“摩爾質(zhì)量”是不是應(yīng)該叫做“物質(zhì)的量質(zhì)量”?