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试剂当量浓度的表达法计算公式


实验室k / 2019-02-19

       在1000毫升溶液中,所含有溶质的克当量数,称为当量浓度,符号以N表示。这一种浓度表示法用途比较广泛。

       (1)溶质是固体    计算公式为:

W=N×M/n×V/1000

式中               W——需称取溶质的克数;

                      N——需制备溶液的当量浓度;

                      M——溶质的分子量;

                      V——欲配制溶液的体积,亳升;

                      n一一如溶质是酸类,则n为氢离子(H+)数;

                               如溶质是碱类,则n为氢氧根离子(OH-)数;

                               如溶质是盐类,则n为金属原子价与金属原子数的乘积;

                               如溶质是氧化或还原剂,则n为获得或丢失的电子数。

       例1    要配制0.25N邻苯二甲酸氢钾(KHG8H4O4)500毫升。KHG8H4O4是具有1个氢离子(H+)的酸,其分子量约为204。

W=204/1×0.25×500/1000=25.5克

       称取溶质邻苯二甲酸氢钾(KHG8H4O4)25.5克,置于500毫升容量瓶中,加少量水溶解后冲至刻度。

       例2    需制备2N NaOH2升。

       NaOH是碱类,并具有一个氢氧根离子(OH-),分子量约为40。

W=2×40×2000/1000=160克

       称取NaOH160克,置于500毫升烧杯中加水溶解(注意,放热)后,定量地转移到2000毫升容量中,加水冲稀至刻度。

       例3    欲制备硫酸钾(K2SO4)0.5N1500毫升。

       K2SO4属于盐类,金属(钾)原子价(1)与其原子数(2)的乘积为1×2=2。K2SO4分子量约为174。

W=0.5×174/2×1500/1000=261克

       称取溶质K2SO4 261克,加少量水溶解后,冲稀至1500毫升。

       例4    配制0.2N重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液2500毫升。

       重铬酸钾(K2Cr2O7)属氧化剂,在化学反应时(在酸性中),其Cr2O7是负2价。由此可知铬(Cr)在此是正6价(Cr6+)。在酸性溶液中变化时Cr6+→(+3e)Cr3+,即每一个铬能获得3个电子,K2Cr2O7中2Cr共获得电子数为2×3=6,因此在K2Cr2O7中n=6,K2Cr2O7的分子量为29419,所以:

W=0.2×294.19/6×2500/1000=24.516克

       称取溶质K2Cr2O7 24516克加水溶解后,冲稀至2500毫升。

       例5    制备1000毫升0.5N碘化钾溶液。

       碘化钾在酸性溶液中属于还原剂,被氧化后,析出游离碘,游离碘是由碘化钾(KI)中碘离子(I-)丢失1个电子而来,因此n=1,碘化钾的分子量为166.0。

W=0.5×166×1=83克

       称取溶质KI 83克,加少量水溶解并冲至1000毫升。

       (2)溶质为液体

       1)已知溶质的比重或百分含量,制备当量溶液的方法,如果只知比重和百分含量的任一数据,可从化学手册上查出其另一个数据。

       已知比重和百分浓度就可以进行计算,可分三步计算:

       第一步:与固体溶质相同,即先按需要配制的浓度、溶液体积,计算出需用纯溶质的重量(克)

W(克)=N×M/n×V/1000           (a)

       第二步:计算出该液体溶质1毫升的重量是多少克

d×a%=y克/毫升           (b)

式中               d——溶质的比重;

                      a%——溶质的百分浓度。

       第三步:将(a)式被(b)式除,计算出(a)式中的W克应为多少体积(毫升)。

W/y=(N×M/n×V/1000)÷(d×a%)=x毫升           (c)

       (c)式中计算结果x毫升,即为配制N当量浓度V毫升应量取溶质的体积(毫升)数。从液体溶质中量取x毫升,冲稀到V毫升即可。

       例如:现有比重d=1.84,96%的H2SO4,要配制0.5N H2SO4 500毫升溶液。

W=05×98/2×500/1000=12.25克

y=1.84×0.96=1.7664克/毫升

x=12.25/1.7664=6.94毫升

98为H2SO4分子量。

       取96%的浓H2SO4 6.94毫升冲稀至500毫升,即为0.5N。

       2)已知当量浓度的溶液,需要冲稀的配制方法    这种方法是最常用的方法。

       计算方法:

       设:    N为浓度大的溶液当量浓度;

                  V为应取浓度大的溶液体积数,毫升;

                  N'为需要配制的稀浓度溶液的当量浓度;

                  V'为需要配制成N'当量浓度溶液的体积数,毫升。

∵            NV=N'V'

∴            V=N'V'/N

       即,量取浓溶液V毫升冲稀到V'毫升即为N'溶液。

       此法主要根据溶液在冲稀前后,只是溶液体积有了改变而溶质的重量没有改变,亦即:

       溶质重量=NV×当量=N'V'×当量

       所以  NV=N'V'

       也就是说,在溶液冲稀前后溶液中溶质的克当量数(或毫克当量数)是不改变的。

       例如:已知浓HCl(12N),欲配制0.5N 2500毫升。

V05×2500/12=104毫升

       取104毫升浓HCl,冲稀即2500毫升即可。


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