【不再搞混！】質量百分濃度與莫耳濃度自由轉換的化學秘方（規定度N・ppm）

我是科學訓練師 桑子研。每一天都是實驗！

你在看食譜時，看到「鹽少許」是不是總會困惑到底是多少呢？其實，在化學的世界裡，也有好幾種表示「濃度」的方式，科學家們會根據不同情況來選擇使用。這次，讓我們一起來探索兩種在理科實驗中常見的濃度單位：「質量百分濃度」和比較專業的「莫耳濃度」，看看它們之間要怎麼換算。學會了這個計算，你會發現化學世界變得更貼近生活，實驗也會變得更有趣、更安全喔！

如果想了解實際的稀釋方法，可以點這裡看看。

塩酸・硫酸・アンモニア・塩化銅の希釈の方法（希釈の基本を押さえよう！～薬品の正しい使い方と授業準備～）

濃度的基本概念：了解單位的不同

國中課本裡最常用的是**「質量百分濃度」，但在實驗手冊或學術論文中，「莫耳濃度」**才是主流。所以，現在就讓我們來學會這兩種濃度的自由換算吧！只要掌握了計算方法，就會覺得超方便，而且實驗起來也更安心。

不論是質量百分濃度還是莫耳濃度，它們的基本概念都是一樣的：

溶質（溶在裡面的東西） ÷ 溶液（全部）

唯一的差別就在於它們使用的**「單位」。質量百分濃度用的是質量（公克）。

溶質（g） ÷ 溶液（g）

而莫耳濃度則是以化學反應中粒子的數量為依據，使用莫耳（mol）和體積（公升）**。

溶質（mol） ÷ 溶液（L）

接下來，我們實際來試試看，把2 mol/L的鹽酸換算成質量百分濃度。據這個網站的對照表顯示，2 mol/L的鹽酸大約是7%。我們就來動手算算看是不是真的！

實戰演練！莫耳濃度換算成質量百分濃度

首先，要收集計算所需的資訊：鹽酸（HCl）的分子量：把原子量加起來。氫（H）是1，氯（Cl）是35.5，所以 1 + 35.5 = 36.5。鹽酸（2 mol/L）的密度：資訊顯示是1.03 g/cm³。這代表每1 cm³的體積，重量是1.03 g。

現在，我們以1公升的溶液為基準來計算。

溶質：2 mol ⟶ 2 × 36.5 = 73 g

溶液：1 L = 1000 cm³ ⟶ 1000 × 1.03 g/cm³ = 1030 g

我們知道了，1 L的溶液（1030 g）裡，溶有73 g的氯化氫。把這個數值代入質量百分濃度的公式…

73 (g) ÷ 1030 (g) = 0.070… 也就是約7%！

完美符合對照表上的數值！

反過來算！質量百分濃度換算成莫耳濃度

接著，我們來挑戰反向計算。只要一個單位一個單位慢慢換算，一定能成功！例如，我們來求濃度7%、密度1.03 g/mL的鹽酸，它的莫耳濃度是多少。莫耳濃度的重點是「1 L的溶液裡溶有多少莫耳的溶質」。

首先，計算1 L溶液的重量。

溶液 1 L = 1000 mL ⟶ 1000 mL × 1.03 g/mL = 1030 g

這裡面的7%就是溶質（氯化氫）的重量，所以：

溶質 1030 g × 0.07 = 72.1 g

最後，把這個溶質的重量換算成莫耳。除以氯化氫的分子量36.5，得到：

72.1 (g) ÷ 36.5 (g/mol) ≒ 1.97 (mol)

因為1 L的溶液裡有1.97 mol的溶質，所以濃度大約是2 mol/L。結果完全正確！

超好用的計算工具

對於常用的化學藥品，像是鹽酸和氫氧化鈉，已經有人幫我們寫好了濃度換算程式。你可以用這些工具來檢驗一下自己的計算有沒有錯。

https://keisan.casio.jp/menu/person/TaikiIkekame

例如，在這個網站上輸入「7%」的鹽酸濃度，點一下計算，馬上就會得到精準的「1.981 mol/L」。

https://keisan.casio.jp/exec/user/1480248881

【小知識①】鹽酸和氯化氫有什麼不同？

這兩個常常被搞混。「氯化氫（HCl）」在常溫下是氣體。當這種氣體溶於水（水溶液）後，就變成「鹽酸」。其實，我們胃裡面的胃酸，主要成分也是鹽酸，負責幫助我們消化食物。記住囉，千萬不要把「氯化氫HCl」和「氯Cl」搞混了！

【小知識②】什麼是規定度（N）？

還有一種單位叫**「規定度（N）」**。它是在莫耳濃度的基礎上，再乘以該酸或鹼所帶有的「功力數（價數）」而得到的。例如，鹽酸（HCl）的功力是1（一價），所以1 mol/L的鹽酸，它的規定度也是1 N。而硫酸（H₂SO₄）的功力是2（二價），所以1 mol/L的硫酸，規定度就會變成2 N。這是一個能直觀比較酸或鹼反應強弱的方便單位。想了解更多，請看這裡。

【小知識③】ppm到底有多小？

「ppm」是「百萬分之一」的意思，是 “parts per million” 的縮寫。百分比是100分率，而ppm則是100萬分率。它專門用來表示非常非常微小的濃度。

溶質的質量(mg) / 溶液的質量(kg)

想像一下，在1 kg（1000 g）的溶液裡，只溶了1 mg的溶質，這個狀態就是1 ppm。

這到底有多小呢？舉個例子…

 
• 在1噸的重量中，只有1公克

 

• 在100萬元裡，只有1元

 

• 聽說在一個研討會上，有人說日本新年賀卡抽獎中，特獎的中獎機率大約就是1 ppm！（我查過了，是真的！）

這樣一想，是不是更能體會ppm是個多麼微小的比例了！

練習題：用氫氧化鈉來試試看

最後，讓我們用氫氧化鈉來練習一下。我們要把2%的氫氧化鈉水溶液換算成莫耳濃度。參考這張表，密度是1.02 g/mL（文章裡1.03g/mL是鹽酸的數據，所以我們用這個來算）。答案應該會是0.51 mol/L。

首先，計算1 L溶液的質量。

1000 mL × 1.02 g/mL = 1020 g

這其中的2%就是溶質的量，所以：

1020 g × 0.02 = 20.4 g

接著，把這個量換算成莫耳。氫氧化鈉（NaOH）的分子量是40，所以：

20.4 g / 40 (g/mol) = 0.51 mol

1 L的溶液裡有0.51 mol，所以莫耳濃度就是0.51 mol/L。和表上的答案完全吻合！
你也可以用這個網站來計算，結果幾乎一樣。

氫氧化鈉濃度換算：https://keisan.casio.jp/exec/user/1480256880

參考資料

國中常用的鹽酸，如果用濃鹽酸稀釋來用會很方便。例如，要配製10%的鹽酸，只要用體積比1:3.2的濃鹽酸和水混合即可。如果要把500 cm³的濃鹽酸全部配成10%，只需要加入1600 cm³的水。你可以把它們稀釋後存放在3公升的聚乙烯容器(amazon)裡，方便又安全。

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