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質量分數

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質量分數（mass fraction）指溶液中溶質質量與溶液質量之比，也指混合物中某種物質質量佔總質量的百分比 [5]  。質量分數也可以指化合物中各原子相對原子質量（需乘係數）與總式量的比值，即某元素在某物質中所佔比例 [1]  。
中文名
質量分數
外文名
mass fraction
概    念
溶液中溶質質量與溶液質量之比
曾用名
重量百分數，重量百分比等

目錄

  1. 1 定義
  2. ▪ 定義一
  3. ▪ 定義二
  4. 2 概念辨析
  1. ▪ 溶解度和飽和
  2. ▪ 注意事項
  3. 3 稀釋增濃
  4. ▪ 稀釋
  1. ▪ 增濃
  2. 4 濃度換算

質量分數定義

質量分數定義一

質量分數(mass fraction)是指溶質質量與溶液質量的百分比（溶質B的質量佔溶液質量的分數）或用符號ω表示。
計算公式為：
上式中ω(B)的量綱為1，也可用百分數表示。 [2] 

質量分數定義二

質量分數也可以指化合物中各原子相對原子質量（需乘係數）與總式量的比值，即某元素在某物質中所佔比例。例如物質Fe2O3（氧化鐵），則Fe的質量分數為：56*2/160*100%=70%。元素的質量分數用途廣泛，其中在食品包裝上的“營養成分”標示等都要用到元素的質量分數。

質量分數概念辨析

質量分數溶解度和飽和

  1. 溶解度是用來表示一定温度下，某物質在某溶劑中溶解性的大小。溶質的質量分數用來表示溶液組成。
  2. 濃溶液中溶質的質量分數大，但不一定是飽和溶液，稀溶液中溶質的質量分數小，但不一定是不飽和溶液。
飽和溶液的質量分數的計算：

質量分數注意事項

  1. 溶質的質量分數只表示溶質質量與溶液質量之比，並不代表具體的溶液質量和溶質質量 [3]  。
  2. 溶質的質量分數計算式中溶質質量與溶液質量的單位必須統一 [3]  。
  3. 若溶質全部溶於水，且不與水發生化學反應，直接利用計算公式進行計算。計算式中溶質質量是指被溶解的那部分溶質的質量，沒有被溶解的那部分溶質質量不能計算在內 [3]  。
  4. 若溶質為結晶水合物，溶於水後，其溶質的質量就不包括結晶水的質量。因為結晶水合物溶於水時，結晶水就轉化為溶液中的溶劑，且水的質量有增加 [3]  。
  5. 關於酸、鹼、鹽溶液間發生1～2個化學反應，求反應後所得溶液——溶質質量分數問題的計算。首先要明確生成的溶液中溶質是什麼，其次再通過化學反應計算溶質質量是多少，（往往溶質質量由幾個部分組成）最後分析各量間關係求出溶液總質量，再運用公式計算出反應後溶液中溶質的質量分數 [4]  。a、溶液組成法
溶液質量=溶質質量+溶劑質量，其中溶質一定是溶解的，溶劑水根據不同的題目通常有兩種情況：①原溶 液中的水，②化學反應新生成的水。
b、質量守恆法
溶液質量=m（反應）－m↓－m↑，此法較為簡單，其m（反應）代表反應物（或溶液）質量總和，m↓表 示不溶固體及生成沉澱的質量，m↑表示生成氣體的質量。

質量分數稀釋增濃

質量分數稀釋

⑴加水稀釋：因為溶液稀釋前後，溶質的質量不變，所以若設濃溶液質量為A克，溶質的質量分數為a%，加B克水稀釋成溶質的質量分數為b%的稀溶液C克。計算公式
⑵加稀溶液稀釋
因為混合後的溶液的總質量等於兩混合組分溶液的質量之和，混合後的溶液中溶質質量等於兩混合組分的溶質質量之和。所以，設原溶液質量為 A g，溶質的質量分數為a%，稀溶液質量為B g，溶質的質量分數為b%，兩溶液混合後得到溶質的質量分數為c%的溶液，則：
⑶降温析晶

質量分數增濃

（1）加溶質
溶液增加溶質前後，溶劑的質量不變。增加溶質後，溶液中溶質的質量=原溶液中溶質的質量+增加的溶質的質量，而溶液的質量=原溶液的質量+增加的溶質的質量。
所以，若設原溶液質量為A g，溶質的質量分數為a%，加溶質Bg後變成溶質的質量分數為b%的溶液。
（2）蒸發
因為溶液蒸發溶劑前後，溶質的質量不變。所以，若設原溶液質量為A g，溶質的質量分數為a%，蒸發Bg水後變成溶質的質量分數為b%的溶液，則：Ag×a%=（Ag－Bg）×b%。
（3）與濃溶液混合
因為混合後的溶液的總質量等於兩混合組分溶液的質量之和，混合後的溶液中溶質質量等於兩混合組分的溶質質量之和。所以，設原溶液質量為 A g，溶質的質量分數為a%，濃溶液質量為B g，溶質的質量分數為b%，兩溶液混合後得到溶質的質量分數為c%的溶液，則：

質量分數濃度換算

質量分數與物質的量濃度之間的關係：
C*M=1000*ρ*ω 即物質的量濃度乘以摩爾質量等於1000乘以密度乘以質量分數。
c= (V·ρ·ω/M)/V= V·ρ·ω/MV=1000ρ·ω/M
ω=cM/1000ρ [2] 
參考資料
  • 1.    肖元煜, 肖相. 溶質質量分數的概念及應用[J]. 初中生輔導, 2007(Z6).
  • 2.    董元彥 王運 張方鈺．無機及分析化學（第三版）：科學出版社，2010：50
  • 3.    何如濤. 溶質質量分數計算中不可忽視的幾類問題[J]. 數理化學習：初中版, 2002(1).
  • 4.    徐宜秋. 例説溶質質量分數求解方法[J]. 初中生之友, 2008(z3):56-58.
  • 5.    楊懷霞，吳培雲,全國普通高等中醫藥院校藥學類專業十三五規劃教材 第二輪規劃教材 無機化學 第2版,中國醫藥科技出版社,2018.08：12