濃度就是擁擠程度
把一塊方糖丟進一茶匙水裡,甜得發膩;把同一塊糖丟進浴缸,你根本嚐不出來。糖的量沒變——變的是擁擠程度。濃度不過是一個捕捉這種擁擠的數字:有多少溶解的物質塞進了一定量的液體裡。同樣的液體裡物質越多,濃度越高;同樣的物質攤進越多液體,濃度越低。
被溶解的物質是溶質;做溶解的液體是溶劑;兩者合起來就是溶液。濃度回答的永遠是同一個問題——*每多少溶液裡有多少溶質*——但要填那兩個空,有好幾種都說得過去的方式,而選對那種方式,就占了大半的本事。
莫耳濃度:每升多少莫耳
實驗室天天用的單位是莫耳濃度:每升溶液裡溶質的莫耳數。我們用大寫 M 表示,所以「0.1 M 氯化鈉」意思是每升裡溶了十分之一莫耳的鹽。公式很短:莫耳濃度 = 溶質莫耳數 ÷ 溶液升數。
為什麼用莫耳而不用克?因為反應數的是粒子,而莫耳濃度直接告訴你*粒子*有多擁擠。兩份莫耳濃度相等的溶液,粒子擁擠程度就相等,哪怕其中一份每升重得多。當你正要讓這些粒子去反應時,這正是你想要的——它是定量分析的心跳。
從零配製一份溶液
假設你想要 250 毫升(四分之一升)0.20 M 的氯化鈉,它的莫耳質量約為每莫耳 58.5 克。你該秤多少鹽?
- 求所需莫耳數:莫耳濃度 × 升數 = 0.20 莫耳/升 × 0.250 升 = 0.050 莫耳。
- 把莫耳換成克:0.050 莫耳 × 58.5 克/莫耳 ≈ 2.93 克。在天平上秤出這個量。
- 把鹽溶在 250 毫升容量瓶裡的少量水中,搖晃到澄清,再加水恰好補到刻線。
- 塞好瓶塞,上下顛倒數次混勻。你現在就有了 250 毫升的 0.20 M 溶液。
儲備液:配濃一點,留著備用
分析人員很少每次需要溶液就現秤固體。他們更常一次配好一份濃的儲備液,存起來,要用時再稀釋。儲備液就是有意配濃、留作起點的溶液——像一瓶濃縮果露,待會兒再兌稀。它省去秤量、減少小質量帶來的誤差,還能讓整個專案的濃度保持一致。
稀釋儲備液的算術我們留到後面一篇再講。現在先記住這幅畫面:秤一次配出濃的,再按需要把它兌稀。