浓度是描述溶液组成与含量的核心物理量,也是化学实验、工业生产、医药配制、环境检测等领域最基础、常用的计量参数。从实验室的精密滴定到日常试剂稀释,从药品浓度标定到溶液配比计算,浓度的准确表达与换算,直接决定实验结果的可靠性、生产工艺的规范性与应用场景的安全性。
溶液体系中存在质量分数、物质的量浓度、质量摩尔浓度、体积分数、ppm 等多种浓度表示形式,不同标准、行业与场景往往采用不同的计量方式。掌握各类浓度单位的定义、内在关联与换算逻辑,不仅是理解溶液性质的基础,更是实现跨场景数据互通、精准配制溶液的关键
下面总结各种实验室实用的单位换算公式:
浓度
1.单位换算
1ng=10-3ug=10-6mg=10-9g=10-12kg
1cm3=10-3dm3=10-6m3=1mL=10-3L
1kDa=103Da
2.摩尔浓度(mol/L)和溶质质量(g)
m (g) = 摩尔浓度(mol/L) x V溶剂 (L) x M溶质 (g/mol)
1M=1mol/L
3.稀释倍数(n)和稀释液体积(V)
稀释倍数n =(终浓度×终体积)/(原液浓度×原液体积)稀释液体积=终体积—原体积
ppm:part per million 百万分之
ppb:part per billion 10亿分之,10的-6次方
ppt:part per trillion 万亿分之,10的-9次方
part per thousand 千分之,10的-12次方
1 ppm=1000 ppb
1 ppb=1000 ppt
ppm即:mg/L(毫克/升)
ppb即:μg/L(微克/升)
ppt即:ng/L(纳克/升)
(一)溶液的浓度
溶液浓度可分为质量浓度(如质量百分浓度)和体积浓度(如摩尔浓度、当量浓度)和体积浓度三类。
01质量百分浓度
溶液的浓度用溶质的质量占全部溶液质量的百分率表示的叫质量百分浓度,用符号%表示。如:25%的葡萄糖注射液就是指100可注射液中含葡萄糖25克
质量百分浓度(%)=溶质质量/溶液质量100%
02体积浓度
(1)摩尔浓度
溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的摩尔数来表示的叫摩尔浓度,用符号mol表示。如:1升浓硫酸中含18.4摩尔的硫酸,则浓度为18.4 mol
摩尔浓度(mol)=溶质摩尔数/溶液体积(升)
(2)当量浓度(N)
溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数来表示的叫当量浓度,用符号N表示。
如:1升浓盐酸中含12.0 g当量的盐酸(HCl),则浓度为12.0N
当量浓度=溶质的克当量数/溶液体积(升)
03 质量-体积浓度
用单位体积(1立方米或1升)溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度,以符号g/m3或mg/L表示。如:1升含铬废水中含六价铬质量为2毫克,则六价铬的浓度为2毫克/升(mg/L)
质量-体积浓度=溶质的质量数(克或毫克)/溶液的体积(立方米或升)
04 浓度单位的换算公式:
1)当量浓度=1000.d.质量百分浓度/E
2)质量百分浓度=当量浓度E/1000.d
3)摩尔浓度=1000.d质量百分浓度/M
4)质量百分浓度=质量-体积浓度(毫克/升)/104.d 5)质量-体积浓度(mg/L)=104质量百分浓度
05 ppm是重量的百分率ppm=mg/kg=mg/L 即:1 ppm=1 ppm=1000 μg/L 1 ppb=1 μg/L=0.001 mg 式中:E—溶质的克当量; d—溶液的比重; M—溶质的摩尔质量;
(二)气体浓度
对大气中的污染物,常见体积浓度和质量-体积浓度来表示其在大气中的含量。
01体积浓度
体积浓度是用每立方米的大气中含有污染物的体积数(立方厘米)或(ml/m3)来表示,常用的表示方法是ppm,即1 ppm=1cm3/m3=10-6。除ppm外,还有ppb和ppt,
他们之间的关系是:1 ppm=10-6=一百万分之一,1 ppb=10-9=十亿分之一1 ppt=10-12=万亿分之一,1 ppm=10³ppb=10²10²10²ppt
02 质量-体积浓度
用每立方米大气中污染物的质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度,单位是毫克/立方米 或克/立方米
它与ppm的换算关系是:X=M×C/22.4 C=22.4X/M式中:X—污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值
C—污染物以ppm表示的浓度值
M—污染物的分子量
由上式可得到如下关系:
1ppm=M/22.4(mg/m3)=1000×M/22.4(μg/m3)
03 在土壤、动植物、固体废弃物中ppm、ppb与质量含量换算:
1 ppm=1 mg/kg=1000 μg/kg
1 ppb=1 μg/kg=10-3 mg/kg1 mg/kg=1 ppm=1000 μg/kg1 μg/kg=1 ppb=10-3 ppm
运动粘度
1英尺2/秒(ft2/s)=9.29030*10-2米2/秒(m2/s)
1斯(St)=10-4米2/秒(m2/s)
1厘斯(eSt)=10-6米2/秒(m2/s)=1毫米2/秒(mm2/s)
动力粘度
1泊 (1P)=100厘泊(100cP)
1厘泊(1cP)=1毫帕斯卡·秒 (1mPa·s)
1毫帕斯卡·秒 (1 mPa·s)=1000微 帕斯卡·秒(1000 μ Pa.s)