质量浓度

在化学中,质量浓度[1][2](mass concentration,)定义为组分 i 的质量 mi 除以相应混合物的体积 V(包括 i 的体积)[3]

质量浓度常应用于流体混合物,一般可解释作:以“单位流体体积所含物质的质量”来表示“该物质在流体中的浓度”。生活上的运用如空气中的污染物浓度,就是用质量浓度作为计量单位。

对于纯物质(相对于混合物)而言,质量浓度就相当于该纯物质的质量除以体积,即纯物质的密度;由此推演,质量浓度用于混合物的情况下,可视作混合物中某组分的密度。由于质量浓度的符号是 ,为避免与组分 i 自身密度 混淆,有时用 来表示组分 i 的质量浓度。

单位

质量浓度的 SI 单位是 kg/m3(千克/立方米),与 mg/mL 和 g/L 相同。其他单位有 g/(100 mL),与 g/dL(克/分升)相同;以及 g/L(克/升)也常用。

性质

温度的影响

温度发生变化时,混合物的体积会发生膨胀,质量浓度随之下降。在温度变化较小时,混合物的体积和温度呈线性关系,故质量浓度可以通过下式进行估算:

 

此处的  是参考温度下的质量浓度,而  是混合物的热膨胀系数。

归一化关系

混合物中各组分的质量浓度的和等于混合物的密度 

 

与偏微比容的关系

各组分的质量浓度和偏微比容的乘积之和为

 

和纯组分密度的关系

某组分的质量浓度和其自身密度的关系为:

 

此处   是该组分自身的密度,  是该组分混合之前所占的体积。

和其他浓度的关系

和摩尔浓度的关系

摩尔浓度  和质量的浓度的转化关系如下:

 

此处 是组分 的摩尔质量。

和质量百分浓度的关系

质量百分浓度 和质量浓度的转化关系如下:

 

与摩尔分数的关系

摩尔分数 和质量浓度的换算式为

 

  指的是混合物的平均摩尔质量。

和重量摩尔浓度的关系

对于两组分的混合物, 重量摩尔浓度  等于

 

参考文献

  1. ^ https://www.termonline.cn/word/387908/1#
  2. ^ 存档副本. [2022-04-26]. (原始内容存档于2022-04-26). 
  3. ^ 國際純化學和應用化學聯合會化學術語概略,第二版。(金皮書)(1997)。在線校正版: (2006–) "mass concentration"。doi:10.1351/goldbook.M03713
  • 傅献彩等. 物理化学 第五版. 高等教育出版社. 2005年7月: 211页.