你真的了解濃度單位嗎？

來源：天津博納艾杰爾科技有限公司分類：工作原理

2025-04-10 17:30:15 22閱讀次數

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濃度單位是化學、生物、醫學等領域中描述溶液中溶質含量的重要指標。不同的濃度單位適用于不同的場景。

本期我們重溫下在色譜化學中常用到的幾個濃度單位。

體積摩爾濃度

體積摩爾濃度(M) 是指每升溶液中溶質的摩爾數。體積摩爾濃度，是我們平時所接觸的比較多的，例如mol/L 或者mmol/L。這是我們平時最常用的單位，適用于實驗室和化學計算。

溶液體積摩爾濃度的計算方法是用溶質的摩爾數除以溶液的體積：體積摩爾濃度(c)= 溶質摩爾數(n)/溶液體積(V)

在這里，摩爾數怎么計算呢？摩爾數即物質的量，其計算公式如下：n=m/M 。其中n為物質的量（單位：mol），m為物質的質量（單位：g），M為物質的摩爾質量（單位：g/mol）。

你可能會疑惑mol/L不是叫物質的量濃度嗎？沒錯，在化學中，“物質的量濃度”和“體積摩爾濃度”實際上是同一概念的不同表述，均指溶液中溶質的物質的量除以溶液的體積，表示單位體積溶液中所含溶質的物質的量。

例如

將 1 摩爾的氯化鈉溶解在水中，配制成 1 升溶液，該溶液的物質的量濃度或體積摩爾濃度就是 1mol/L。

下面舉個實例看下具體是怎么計算及配置的：

例如

根據方法要求，需要配制1升 50 mM KH₂PO₄溶液，怎么配置呢？

mM表示毫摩爾每升，要配制50 mM（即0.05mol/L）的KH₂PO₄溶液，可按以下步驟進行：

（1）計算：若配制1L溶液，根據n = cV，則需要KH₂PO₄的物質的量為0.05mol/L*1L = 0.05mol。KH₂PO₄的摩爾質量為136.09g/mol，那么所需KH₂PO₄的質量為0.05mol*136.09g/mol = 6.8045g。

（2）稱量：用電子天平準確稱取6.8045g KH₂PO₄固體。

接下來就是溶解、轉移、定容，這樣，1L的50mM KH₂PO₄溶液就配置好了。

如果需要配制其他體積及濃度的溶液，也可根據上述公式的計算方法來計算。

質量摩爾濃度

質量摩爾濃度 (m) 是一個濃度單位，一般是用于物理化學研究，定義為溶質的摩爾數除以溶劑的質量，單位是mol/Kg。

質量摩爾濃度= 溶質摩爾數/溶劑質量

例如

計算25.0g KBr (119.0 g/mol) 溶解在750.0 mL 純水中的質量摩爾濃度是多少？

第1步：先計算溶質的摩爾數 25.0 g/119.0 g/mol = 0.210 mol

第2步：0.210 mol/0.750 kg = 0.280mol/Kg

在色譜分析領域，體積摩爾濃度（M）更常用，因為實驗室中量取體積比稱量質量更方便，但涉及精密計算（如熱力學研究）時，質量摩爾濃度（m）更準確，因其不受溫度影響。

當量濃度N

當量濃度 (N) 常用于衡量酸和堿的濃度。體積摩爾濃度(M) 表示溶液中的離子或化合物的濃度，而當量濃度(N) 僅表示酸組分（通常為酸溶液中的H⁺ 離子）或堿組分（通常為堿溶液中的OH^- 離子）的摩爾濃度。

如果知道酸或堿溶液的體積摩爾濃度(M)，可以將體積摩爾濃度乘以酸（或堿）中的氫（或氫氧根）離子的數量，即可方便地轉換為當量濃度(N)。

當量濃度 = 體積摩爾濃度(M) × 氫離子或氫氧根離子的數量

例如

飛諾美的有機酸和碳水化合物色譜柱Rezex ROA，是由8 % 交聯樹脂氫離子為固定相的離子排阻色譜柱。色譜柱出廠存儲溶液為0.01N H₂SO₄，這時用到的濃度單位就是當量濃度N。

如果我們想按照出廠條件測試色譜柱的柱效，那就需要配置流動相，具體怎么配置呢？

對于H₂SO₄硫酸來說，每個分子可提供2個H⁺，因此當量數為2，1mol/L=2N，即1N=0.5mol/L，所以0.01N的H₂SO₄相當于0.005mol/L的H₂SO₄。

配制一定濃度的硫酸溶液，通常有以下步驟：

（1）計算：根據n = cV（n為溶質的物質的量，c為物質的量濃度，V為溶液體積），假設要配制1L 0.005mol/L的H₂SO₄溶液，則需要H₂SO₄的物質的量為0.005mol。市售濃硫酸的濃度一般為98%，密度約為1.84g/cm³，其物質的量濃度c = 1000ρω/M（ρ為密度，ω為質量分數，M為摩爾質量），經計算可得濃硫酸的物質的量濃度約為18.4mol/L。根據稀釋定律c1V1=c2V2，則需要濃硫酸的體積

V1=c2V2/c1=0.005mol/L*1000mL/18.4mol/L≈0.27mL

（2）量取：用移液管或酸式滴定管準確量取0.27mL濃硫酸。

接下來就是稀釋、轉移及定容，這樣0.01N 的硫酸溶液就配好了。

在配制過程中，要注意安全，因為濃硫酸具有強腐蝕性，操作時應佩戴防護眼鏡、手套等防護用品。

分率表示法

描述較小濃度時通常使用分率表示法。

例如

? 百萬分率 ppm：全稱為"parts per million"，指百萬分之一。ppm= mg/kg = μg/mL ，例如1 ppm 鹽水= 1 μg 鹽溶于1 mL 水。

? 十億分率ppb：全稱為"parts per billion"，指十億分之一。ppb= μg/kg = μg/L

? 萬億分率ppt：全稱為 "parts per trillion"，指萬億分之一。ppt= ng/kg = ng/L

1ppm=1000ppb 1ppb=1000ppt

ppm、ppb、ppt類似百分號％，是表示比例關系的無量綱量，而非具有獨立物理意義的“單位”。