溶液配制和濃度計算

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1、溶液配制和濃度計算第一節 溶液的基本知識v一、溶液的定義 一種以分子、原子或離子狀態分散于另一種物質中構成的均勻而又穩定的體系叫溶液。溶液由溶質和溶劑組成。用來溶解別種物質的物質叫溶劑，能被溶劑溶解的物質叫溶質。溶質和溶劑可以是固體、液體和氣體。按溶劑的狀態不同，溶液可分為固態溶液（如合金）、液態溶液和氣態溶液（如空氣），一般所說的溶液是指液態溶液。水是一種很好的溶劑，由于水的極性較強，能溶解很多極性化合物，特別是離子晶體，因此，水溶液是一類最重要、最常見的溶液。溶液中溶質和溶劑的規定沒有絕對的界限，只有相對的意義。通常把單獨存在和組成溶液時狀態相同的物質叫做溶劑，如葡萄糖的水溶液，水稱為溶劑

2、，葡萄糖稱為溶質。如果是兩種液體相混溶，把量多的物質稱為溶劑，例如20%的乙醇水溶液，水是溶劑，乙醇是溶質；含20%甲醇的乙醇溶液，把甲醇叫做溶質，乙醇則是溶劑。第一節 溶液的基本知識v二、溶解過程 下面以固體在水中的溶解為例來討論溶解過程 在一定溫度下，將固體物質放于水中，溶質表面的分子或離子由于本身的運動和受到水分子的吸引，克服固體分子間的引力，逐漸分散到水中，這個過程叫做溶解。在溶解的同時，還進行著一個相反的過程，即已溶解的溶質粒子不斷運動，與未溶解的溶質碰撞，重新被吸引到固體表面上，這個過程叫做結晶。當溶解速度等于結晶速度時，溶液的濃度不再增加，達到飽和狀態，這時存在著動態平衡。我們把

3、在一定條件下達到飽和狀態的溶液叫做飽和溶液，稱還能繼續溶解溶質的溶液為不飽和溶液。物質在溶解過程中，有的會放熱，使溶液溫度升高，有的則吸熱，使溶液溫度降低，這叫做溶解過程的熱效應，物質在溶解過程中發生了兩個變化：v：一個是溶質分子（或離子）克服它們相互間的吸引力向水分子之間擴散，這是物理變化，這個過程要吸熱。v；另一個是溶質分子（或離子）與水分子相互吸引，結合成水合分子（或水合離子），這叫做溶劑化過程，是化學變化，這個過程要放熱?？偟臒嵝獮槎咧?，習慣上統稱為溶解熱。溶解熱如為正值，表示溶解時放出熱量；如為負值，表示吸收熱量。1mol的物質在溶解時，所放出（或吸收）的熱量叫做該物質的溶解熱

4、。v在溶解過程中，溶液的體積也發生變化，溶質和溶劑體積之和并不就是溶液的體積，乙醇和水混合后體積減小，而苯和乙酸混合后體積增加，這一現象也說明溶解過程不是一個機械混合過程，而是一個物理化學過程。v為了加速溶解，可以采取研細溶質、攪動、振蕩和加熱溶液的方法。第一節 溶液的基本知識v三、溶解度v物質在水中溶解能力的大小可用溶解度衡量，溶解度即在一定溫度下，某種物質在100g溶劑中達到溶解平衡狀態時所溶解的克數。v影響物質溶解度的因素很多，其中溫度的影響較大，大多數固體物質的溶解度隨溫度升高而增加v影響物質溶解度的因素很多，其中溫度的影響較大，大多數固體物質的溶解度隨溫度升高而增加。不同的物質在同一

5、溶劑中的溶解度不同，同一物質在不同溶劑中的溶解度也不相同，一般符合相似者相溶的經驗規律，即物質易溶解于性質相似的物質之中。例如極性物質易溶于極性溶劑，非極性物質易溶于非極性溶劑。第二節 化學試劑 我國的化學試劑規格按純度和使用要求分為高純（有的叫超純、特純）、光譜純、分光純、基準、優級純、分析純和化學純等-種。國家和主管部門頒布質量指標的主要是后(種即優級純、分析純、化學純?；瘜W試劑的顏色標簽級別中文標志英文標志標簽顏色一級優級純GR深綠色二級分析純AR紅色三級化學純CP藍色基準試劑深綠色生物染色劑玖紅色第二節 化學試劑v化學試劑的合理選用 應根據不同的工作要求合理地選用相應級別的試劑。因為試

6、劑的價格與其級別及純度關系很大，在滿足實驗要求的前提下，選用試劑的級別就低不就高。痕量分析要選用高純或優級純試劑，以降低空白值和避免雜質干擾，同時，對所用的純水的制取方法和儀器的洗滌方法也應有特殊的要求?；瘜W分析可使用分析純試劑。有些教學實驗，如酸堿滴定也可用化學純試劑代替。但配位滴定最好選用分析純試劑，因試劑中有些雜質金屬離子封閉指示劑，使終點難以觀察。對分析結果準確度的要求高的工作，如仲裁分析、進出口商品檢驗、試劑檢驗等，可選用優級純、分析純試劑。車間控制分析可選用分析純、化學純試劑。制備實驗、冷卻浴或加熱浴用的藥品可選用工業品。第二節 化學試劑v化學試劑的使用方法 應熟知最常用的試劑的性

7、質，如市售酸堿的濃度，試劑在水中的溶解性，有機溶劑的沸點試劑的毒性及其化學性質等。要注意保護試劑瓶的標簽，它表明試劑的名稱，規格，質量，萬一掉失應照原樣貼牢。分裝或配制試劑后應立即貼上標簽。絕不可在瓶中裝上不是標簽指明的物質。無標簽的試劑可取小樣檢定，不能用的要慎重處理，不應亂倒。為保證試劑不受沾污，應當用清潔的牛角勺從試劑瓶中取出試劑，絕不可用手抓取，如試劑結塊可用潔凈的粗玻璃棒或瓷藥鏟將其搗碎后取出。液體試劑可用洗干凈的量筒倒取，不要用吸管伸入原瓶試劑中吸取液體，取出的試劑不可倒回原瓶。打開易揮發的試劑瓶塞時不可把瓶口對準臉部。在夏季由于室溫高試劑瓶中很易沖出氣液，最好把瓶子在冷水中浸一段

8、時間，再打開瓶塞。取完試劑后要蓋緊塞子，不可換錯瓶塞。放出有毒、有味氣體的瓶子還應該用蠟封口。不可用鼻子對準試劑瓶口猛吸氣，如果必須嗅試劑的氣味，可將瓶口遠離鼻子，用手在試劑瓶上方扇動，使空氣流吹向自己而聞出其味。絕不可用舌頭品嘗試劑。第二節 化學試劑v引起化學試劑變質的原因v1.氧氣和吸收二氧化碳 空氣中的氧和二氧化碳對試劑的影響：易被氧化的還原劑，如硫酸亞鐵、碘化鉀，由于被氧化而變質。堿及堿性氧化物易吸收二氧化碳而變質，如NaOH、KOH、MgO、ZnO等也易吸收CO2變成碳酸鹽。酚類易氧化變質。v2.濕度的影響 有些試劑易吸收空氣中的水分發生潮解，如CaCl2、MgCl2、KOH、NaO

9、H 等。含結晶水的試劑置于干燥的空氣中時，失去結晶水變為白色不透明晶體或粉末，這種現象叫風化。如NaSO410H2O、CuSO25H2O等v3.揮發和升華 濃氨水若蓋子密封不嚴，久存后由于NH3的逸出，其濃度會降低。揮發性有機溶劑，如石油醚等，由于揮發會使其體積減少。因其蒸氣易燃，有引起火災的危險。碘、萘等也會因密封不嚴造成量的損失及污染空氣。v4.見光分解 過氧化氫溶液見光后分解為水和氧，甲醛見光氧化生成甲酸，CHCl3氧化產生有毒的光氣，HNO3在光照下生成棕色的NO2。因此這些試劑一定要避免陽光直射。有機試劑一般均存于棕色瓶中。v5.溫度的影響 高溫加速試劑的化學變化速度，也使揮發、升華

10、速度加快，溫度過低也不利于試劑儲存，在低溫時有的試劑會析出沉淀第三節 分析化學中的計量關系v一、法定計量單位 法定計量單位是由國家以法令形式規定使用或允許使用的計量單位。我國的法定計量單位是以國際單位制單位為基礎，結合我國的實際情況制定的。國際單位制的全稱是：International System Of Units，簡稱SI。1971年第14屆國際計量大會（CGPM）決定，在國際單位制中增加第七個基本單位摩爾，簡稱摩，符號用mol表示。SI基本單位量的名稱單位名稱符號量的名稱單位名稱符號長度米m熱力學溫度開爾文K質量千克kg物質的量摩爾mol時間秒s光強度坎德拉cd電流安倍A 1985年9月

11、6日第六屆全國人大常委會通過了中華人民共和國計量法。計量法自1986年7月1日起實施。1991年起除個別領域外，不允許再使用非法定計量單位。第三節 分析化學中的計量關系v二、分析化學中常用的法定計量單位v1.物質的量 它是表示物質的基本單元多少的一個物理量，國際上規定的符號為nB，并規定它的單位名稱為摩爾，符號為mol。1mol是指系統中物質單元B的數目與碳-12的原子數目相等。它可以是原子、分子、離子、電子及其它粒子和這些粒子的特定組合。v2.質量 質量習慣上稱為重量，用符號m表示。質量的單位為千克（kg），在分析化學中常用克（g），毫克（mg），微克（g）和納克（ng）。它們的關系為：1k

12、g=103g=106mg=109 g=1012ngv3.體積 體積或容積用符號V表示，國際單位為立方米（m3），在分析化學中常用升（L）、毫升（mL）和微升（L）。它們之間的關系為：1m3=103L=106mL=109 Lv4.摩爾質量 摩爾質量定義為質量（m）除以物質的量（nB）。摩爾質量的符號為MB，單位為千克/摩（kg/mol），即BBNmM=第四節 溶液濃度的表示方法v1.物質的量濃度 B的物質的量濃度，常簡稱為B的濃度，是指B的物質的量除以混合物的體積，以cB表示，單位為mol/L，即VNcBB=v2.質量分數 B的質量分數是指的B質量與混合物的質量之比,以wB表示。由于質量分數是相

13、同物理量之比，因此其量綱為1。v3.質量濃度 B的質量濃度是指B的質量除以混合物的體積，以表示，單位為g/L。v4.體積分數 混合前B的體積除以混合物的體積稱為B的體積分數。（適用于溶質B為液體）v5.比例濃度 包括容量比濃度和質量比濃度，容量比濃度是指液體試劑相互混合或用溶劑（大多為水）稀釋時的表示方法。質量比濃度是指兩種固體試劑相互混合的表示方法。v6.滴定度Ts/x Ts/x是指1mL標準溶液相當于被測物的質量，用符號Ts/x表示，單位為g/mL，其中S代表滴定劑的化學式，X代表被測物的化學式，滴定劑寫在前面，被測物寫在后面，中間的斜線表示“相當于”，并不代表分數關系。第五節 溶液的配制

14、 已知準確濃度的溶液叫做標準溶液。標準溶液濃度的準確度直接影響分析結果的準確度。因此，配制標準溶液在方法、使用儀器、量具和試劑方面都有嚴格的要求。一般按照國標GB 601要求制備標準溶液。第五節 溶液的配制v配制方法標準溶液配制有直接配制法和標定法兩種。v1.直接配制法 在分析天平上準確稱取一定量已干燥的“基準物”溶于水后，轉入已校正的容量瓶中用水稀釋至刻度，搖勻，即可算出其準確濃度。作為基準物質應具備的條件是：1.純度高。含量一般要求在99.9%以上，雜質總含量小于0.1%。2.組成與化學式相符，包括結晶水。3.性質穩定。在空氣中不吸濕，加熱干燥時不分解，不與空氣中氧氣、二氧化碳等作用。4.

15、使用時易溶解。5.最好是摩爾質量較大。這樣，稱樣量較多，可以減少稱量誤差。v2.標定法 很多物質不符合基準物的條件，它們都不能直接配制標準溶液。一般是先將這些物質配成近似所需濃度溶液，再用基準物測定其準確濃度。這一操作叫做“標定”。第六節 配制溶液的注意事項v分析實驗所用的溶液應用純水配制，容器應用純水洗三次以上。特殊要求的溶液應事先作純水的空白值檢驗。如配制AgNO3，溶液，應檢驗水中無Cl-，配制用于EDTA配位滴定的溶液應檢驗水中無雜質陽離子。v溶液要用帶塞的試劑瓶盛裝，見光易分解的溶液要裝于棕色瓶中，揮發性試劑例如用有機溶劑配制的溶液，瓶塞要嚴密，見空氣易變質及放出腐蝕性氣體的溶液也要

16、蓋緊，長期存放時要用蠟封住。濃堿液應用塑料瓶裝，如裝在玻璃瓶中，要用橡皮塞塞緊，不能用玻璃磨口塞。v每瓶試劑溶液必須有標明名稱、規格、濃度和配制日期的標簽。v配制硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸等溶液時，都應把酸倒入水中。對于溶解時放熱較多的試劑，不可在試劑瓶中配制，以免炸裂。配制硫酸溶液時，應將濃硫酸分為小份慢慢倒入水中，邊加邊攪拌，必要時以冷水冷卻燒杯外壁。v用有機溶劑配制溶液時（如配制指示劑溶液），有時有機物溶解較慢，應不時攪拌，可以在熱水浴中溫熱溶液，不可直接加熱。易燃溶劑使用時要遠離明火。幾乎所有的有機溶劑都有毒，應在通風柜內操作。應避免有機溶劑不必要的蒸發，燒杯應加蓋。v要熟悉一些常用溶液的

17、配制方法。如碘溶液應將碘溶于較濃的碘化鉀水溶液中，才可稀釋。配制易水解的鹽類的水溶液應先加酸溶解后，再以一定濃度的稀酸稀釋。v不能用手接觸腐蝕性及有劇毒的溶液。劇毒廢液應作解毒處理，不可直接倒入下水道。第六節 配制溶液的注意事項v溶液儲存時可能的變質原因：1.玻璃與水和試劑作用或多或少會被侵蝕（特別是堿性溶液），使溶液中含有鈉、鈣、硅酸鹽等雜質。某些離子被吸附于玻璃表面，這對于低濃度的離子標準液不可忽略。故低于1mg/mL的離子溶液不能長期儲存。2.由于試劑瓶密封不好，空氣中的CO、CO2或酸霧侵入使溶液發生變化。3.某些溶液見光分解，如硝酸銀、汞鹽等。有些溶液放置時間較長后逐漸水解，如鉍鹽、銻鹽等。4.某些配位滴定指示劑溶液放置時間較長后發生聚合和氧化反應等，不能敏銳指示終點，如鉻黑T，二甲酚橙等。5.由于易揮發組分的揮發，使濃度降低，導致實驗出現異?，F象。