Question

已知乙醇水溶液中乙醇的摩尔分数是0.05，求此溶液的物质的量浓度和质量摩尔浓度

Answer 1

（1）求物质的量浓度：

根据题意，该溶液中溶质乙醇的物质的量百分含量为5%， 溶剂水物质的量百分含量为95%，所以乙醇与水的物质的量之比为1:19。 那么大家可以先设乙醇的物质的量为a mol，水的物质的量为 19a mol。 所要求的溶液中乙醇的物质的量浓度等于 （乙醇的物质的量）/（溶液体积）。然而，题目没有直接给出溶液体积，所以大家就要去求它。要求溶液体积就需要求出溶液的质量以及溶液的密度。
溶液的质量= 溶质乙醇的质量 + 溶剂水的质量
= a mol * （46g/mol）+ 19a mol * （18g/mol）
= （46a + 342a）g
=（388 a） g
乙醇的质量百分含量为 (46a) /(388a)*100%≈11.9%， 大家可以查阅资料在20℃下质量百分含量为11.9%的乙醇溶液的密度大约为0.980 g/mL。
所以，溶液体积=溶液的质量/溶液的密度
= （388 a） g / ( 0.980 g/mL )
≈ (396 a) mL =（0.396 a）L
最后，乙醇的物质的量浓度= （乙醇的物质的量）/（溶液体积）
= a mol/（0.396 a）L
≈2.53 (M)

（2）求质量摩尔浓度：
溶液中乙醇的质量摩尔浓度等于 （乙醇的物质的量）/（溶剂水的质量）。之前我们设了乙醇的物质的量为a mol，水的物质的量为 19a mol。
水的质量 = （19a） mol * 18g/mol * (1kg/1000g)
= (0.342a) kg
乙醇的质量摩尔浓度 = （乙醇的物质的量）/（溶剂水的质量）
= a mol/(0.342a) kg
≈ 2.92 (m)
答案： 溶液中乙醇的物质的量浓度约为2.53 M ，其质量摩尔浓度约为2.92 m。