當量濃度計算機
依溶質質量、莫耳質量、反應因子與最終體積,計算溶液當量濃度。
溶液當量濃度
輸入配製溶液的資料,求得每公升的當量數。
關於當量濃度
當量濃度是以每公升溶液所含反應能力的當量數表示的濃度單位。莫耳濃度計算物質的莫耳數,而當量濃度則考慮每莫耳物質在特定反應中提供多少反應單元。一當量可代表酸鹼反應中的一莫耳氫離子、氧化還原反應中的一莫耳電子,或沉澱過程中的一莫耳電荷。單位記為 N,一當量濃度表示每公升含一當量。
本計算機先將溶質質量除以莫耳質量,換算為莫耳數,再乘以反應因子(也稱當量因子或 n 因子)得到當量數。最後將當量數除以以公升表示的最終溶液體積。由於輸入體積採毫升,公式包含 1000 這個係數。鹽酸等單質子酸進行中和時,因子為一。硫酸完全中和可提供兩個質子,因此因子為二。
反應因子不一定是化合物固有且固定的性質,而是取決於化學過程與平衡後的反應式。例如,磷酸的因子可能為一、二或三,依終點時有多少質子反應而定。在氧化還原反應中,應依每個化學式單位轉移的電子數判定因子。選擇因子前,務必確認目標反應,不要直接套用無關程序中的數值。
請使用最終溶液總體積,而非僅使用加入的溶劑體積。固體溶解可能改變所占體積,因此容量法配液通常要先溶解溶質,移入容量瓶,再稀釋至標線。莫耳質量必須對應實際秤量的物質,適用時也須計入結晶水。水合鹽與無水形式的式量不同,所以相同秤量質量會產生不同濃度。
當量濃度在滴定計算中仍然實用,因為在當量點,反應物種的當量數相等。不過,實驗室常較偏好不依賴反應情境的莫耳濃度。使用當量濃度時,應一併註明反應與因子,讓他人能正確解讀數值。本計算機提供配液所需的算術運算,但準確結果仍仰賴平衡的反應式、適當玻璃器材、正確化學純度及仔細量測。
當量濃度範例
以下範例說明質量、反應因子與最終體積如何決定當量濃度。
| 溶液資料 | 當量濃度 | 計算說明 |
|---|---|---|
| 3.646 g HCl,36.46 g/mol,因子 1,500 mL | 0.2 N | 0.5 公升溶液含有 0.1 當量。 |
| 4.904 g H2SO4,98.08 g/mol,因子 2,250 mL | 0.4 N | 該酸在 0.25 公升溶液中提供 0.1 當量。 |
| 4.00 g NaOH,40.00 g/mol,因子 1,1000 mL | 0.1 N | 因子為一的鹼,十分之一莫耳即為十分之一當量。 |
如何計算當量濃度
- 秤量溶質,並依其確切化學形式確認莫耳質量。
- 依平衡反應式與終點判定反應因子。
- 輸入配製完成的最終溶液體積,單位為毫升。
- 選取「計算當量濃度」,查看每公升當量數的結果。
當量濃度計算機常見問題
當量濃度與莫耳濃度有何不同?
莫耳濃度計算每公升的莫耳數,當量濃度則計算每公升的反應當量數。當量濃度等於莫耳濃度乘以特定反應的因子。
酸應採用哪個反應因子?
使用指定反應中每個化學式單位轉移的氫離子數。此數值取決於終點,多質子酸尤其需要注意。
同一溶液的當量濃度會改變嗎?
溶液本身沒有改變,但所標示的當量濃度可能依考慮的反應而不同。因此,每個當量濃度值都應附上反應情境。
應輸入溶劑體積還是最終溶液體積?
請輸入溶質溶解並稀釋後的最終總體積。只使用加入的溶劑體積可能造成濃度誤差。
一當量濃度代表什麼?
代表每公升溶液含一個反應當量。該當量所代表的物質量取決於反應。