《各种化学常数计算.docVIP

第1章 化学计量、误差与数据处理 （Stoichiometry ，Error and Data Processing） 化学是一门实验科学，许多实验本身离不开计量，往往一个实验中有许多计量过程。 化学计量（stoichiometry）主要包含化学中的测量（measurement）及计算（calculation）两个方面。在计量过程中，误差总是客观存在的。误差的产生具有一定的规律性。误差可以设法消除或减免。实验中通过计量得到的实验数据往往是有限的，数据处理就是要对这些计量所得的数据进行正确的取舍、表示和评价，以使实验结果尽量接近客观真实值。 1.1化学中的计量 1.1.1化学中的计量 化学工作中常常会遇到一些物理量的计量，例如质量、体积、长度、温度、压力、时间、物质的量、浓度等等。根据国家法律规定，这些物理量必须采用国际单位制（International System of Units，简称SI）规定的单位。 化学中常用的一些量及其单位见表1-1。 表1-1化学中常用的一些量及其单位 量 量的符号 单 位 单位符号 量 量的符号 单 位 单位符号 元素的相对原子质量 Ar - 1 物质B的质量浓度 ρB 千克每升 kg·L-1 物质的相对分子质量 Mr - 1 相对密度 d - （以前称比重） 1 摩尔质量 M 千克每摩 kg·mol-1 物质B的质量分数 ωB - 1 摩尔体积 Vm 立方米每摩 m3·mol-1 物质B的摩尔分数 xB - 1 物质B的相对活度 am，aB - 1 物质B的物质的量浓度 cB，[B] 摩每立方米 mol·m-3 物质B的活度系数 γB - 1 物质B的质量摩尔浓度 bB，mB 摩每千克 mol·kg-1 密 度 ρ 千克每立方米 kg·m-3 注:单位为一的量，往往称为无量纲量。这种量纲为一的量表示为数。 物质组成的量度有多种表示方法。按照国际标准和国家标准的规定：“B的组成的量度有质量（摩尔）浓度、浓度或物质的量浓度和物质的质量分数（摩尔分数）”等表示方法。化学上还常用质量分数、质量浓度和滴定度等表示物质的组成。 （1）物质的量浓度 物质的量浓度（concentration of amount-of-substance）（简称为浓度，concentration）是指单位体积溶液（solution）所含溶质（solute）的物质的量（amount of substance）。 例如，物质B的物质的量浓度，以符号cB或[B]表示，即： cB = nB / V （1-1） 式中nB 是溶质B的物质的量，V是溶液的体积（volume）。物质的量浓度的单位可以是mol?dm-3，也可以是mol?L-1。物质的量浓度随着温度的变化而变化。 （2）质量摩尔浓度 质量摩尔浓度（molality）是指单位质量溶剂（solvent）中所含溶质B的物质的量，以bB 或mB表示，即： bB = nB / mA （1-2） 式中mA 为溶剂的质量。质量摩尔浓度的单位为mol·kg-1。质量摩尔浓度的优点在于其量值不随温度而变化，这十分有利于在物理化学中对有关问题的讨论。 （3） 摩尔分数 物质B的摩尔分数（mole fraction of substances）是指物质B的物质的量与混合物总的物质的量之比，以符号xB表示，即： xB = nB / n总 （1-3） 物质的摩尔分数无量纲。物质的摩尔分数一般用以表示溶液中溶质、溶剂的相对量。 以上这几种物质组成的量度方法都是以物质的量为基础的。 物质的量n的单位为摩尔（mole）。摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。如果系统中物质B的基本单元数目与0.012kg碳-12的原子数目一样多，则物质B的物质的量nB就是1mol。 基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。因此，在涉及到系统中物质B的物质的量nB以及使用单位摩尔时，必须注明基本单元，否则就没有明确的意义。同样，在涉及到物质的量浓度、摩尔质量等时，也必须指出基本单元。 （4）物质的质量分数 物质B的质量分数（mass fraction of substance）是指物质B的质量与混合物质量之比，一般以符号ωB表示，即： ωB = mB / m （1-4） 式中m为混合物的质量。物质的质量分数无量纲。也可以采用数学符号％表示物质的质量分数，这种表示方法在物质组成的测定中应用较多，也就是