溶液質量分數與稀釋
只加水而不加溶質，為什麼溶液會變稀？
改變溶質、水和後來加入的水的質量，用守恆的溶質質量解釋稀釋前後的質量分數。
學習目標
- 用溶質質量÷溶液質量計算溶質質量分數。
- 解釋加水稀釋時哪些量改變、哪些量守恆。
- 比較同一種溶質的不同濃度，不把質量分數當作體積。
開始前
- 會計算一個數佔總數的百分比。
- 知道溶質均勻分散在溶劑中形成溶液。
互動科學實驗
- 1建立質量帳目
- 2只加入水
- 3改變溶質
- 4設計稀釋
只按質量計算並假設完全溶解。液面和圓點僅為組成示意，不表示體積或粒子數比例。
邊觀察，邊解釋
依次完成四步。按鈕會把互動模型切換到對應觀察狀態。
-
20 g 溶質和 80 g 水形成 100 g 溶液。溶質質量分數是 20÷100=20%。分母包括溶質和全部水。
你的任務: 選擇起始溶液，核對三項質量和百分數。
-
再加 100 g 水，溶質仍是 20 g，溶液總質量變為 200 g，所以質量分數降為 10%。溶質沒有消失。
你的任務: 在溶質不變時移動「加入的水」，觀察分母與百分數。
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水的總質量相同時，加入更多且完全溶解的溶質會同時增大分子與分母；百分數上升，但不會按溶質質量簡單加倍。
你的任務: 比較 20 g 與 40 g 溶質、80 g 水時的結果。
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40 g 溶質、80 g 水時約為 33.3%。再加 120 g 水後總質量為 240 g，質量分數約為 16.7%。用質量帳目可以檢查稀釋方案。
你的任務: 選擇目標稀釋，再自行改變加水量接近 20%。
把現象連成解釋
分子是溶質質量
質量分數描述溶質質量在整個溶液質量中的份額。百分號表示每 100 份質量中所佔的份數。
稀釋守恆溶質
若只加水且沒有灑出、反應或蒸發，溶質質量保持不變；總質量增加，因此同一分子除以更大的分母。
質量分數不是體積濃度
這裡所有輸入都用克，模型沒有計算莫耳濃度或體積分數。實際配製還要考慮溶解度、溫度、密度和測量誤差。
檢查理解
可列印學習單
先獨立完成練習頁；答案和解釋在獨立一頁。
化學
溶液質量分數與稀釋
只加水而不加溶質，為什麼溶液會變稀？
- 20 g 溶質與 80 g 水形成的溶液，溶質質量分數是多少？
A. 20% B. 25% C. 80%
- 20 g 溶質與 80 g 水形成溶液後，再加入 100 g 水，新的質量分數是多少？
A. 10% B. 20% C. 40%
- 只加水稀釋時，哪一個量保持不變？
A. 溶質質量 B. 溶液總質量 C. 質量分數
- 這個模型為什麼不能直接給出混合後的體積？
A. 它只使用質量，且真實混合體積未必簡單相加 B. 任何溶液都沒有體積 C. 克和毫升總是相同
解答頁
溶液質量分數與稀釋
- 20%
溶液質量是 20+80=100 g，所以 20÷100×100%=20%。
- 10%
溶質仍為 20 g，總質量變為 200 g；20÷200×100%=10%。
- 溶質質量
沒有加入或移走溶質，所以溶質質量守恆；水和總質量增加，質量分數下降。
- 它只使用質量，且真實混合體積未必簡單相加
質量守恆不等於體積可加；體積還與密度、溫度和混合行為有關。