查看“︁摩尔分数”︁的源代码

{{NoteTA
|G1=Chemistry
|G2=Unit
|1 = zh-hans:百万分率; zh-hk:百萬分率; zh-tw:百萬分點濃度;
|2 = zh-hans:十亿分率; zh-hk:十億分率; zh-tw:十億分點濃度;
}}

[[化学]]中，对'''摩尔分数'''{{NoteTag|1='''莫耳-{}-分“率”'''，是比較不佳的稱呼，應該稱為 '''莫耳-{}-分“數”'''。因為按照 '''[[率]]''' 的基本定義，其為不同單位的兩個相關量之間的比；此處的 mole fraction 顯然無因-{}-次，屬於無量-{}-綱量。此外，稱為莫耳-{}-分“數”，可以與[[質量分數]]、[[體積分數]]等相似概念互相呼應。}}（mole/molar fraction，'''''x<sub>i</sub>'''''，'''{{mvar|χ<sub>i</sub>}}'''）的定义为[[混合物]]中一种物质组分的[[物质的量|摩尔量]] ''n<sub>i</sub>'' 与各物质组分总摩尔量 ''n''<sub>tot</sub> 之比<ref name="goldbook">{{GoldBookRef|file=A00296|title=amount fraction}}</ref>：

:<math>x_i = \frac{n_i}{n_\mathrm{tot}}</math>

设此混合物含有 N 种物质，混合物总摩尔量 ''n''<sub>tot</sub> 即为：

:<math>n_\mathrm{tot} = \sum_{i=1}^{N} n_i</math>

混合物各物质组分摩尔分数之和等于1：

:<math>\sum_{i=1}^{N} x_i = 1</math>

摩尔分数也可称为 '''量分数'''（amount fraction）<ref name="goldbook"/>。它与 '''数分数'''（number fraction）所指的是同一概念{{NoteTag|1='''数分数'''的定义是：组分 <math>i</math> 的分子数 <math>N_i</math> 与所有分子总数 <math>N_{tot}</math> 的比值。}}。同是描述混合物组成的物理量，摩尔分数和[[质量百分浓度|质量分数]]都是[[无量纲量]]。摩尔分数有时用小写体的[[希腊字母]] {{mvar|χ}} （[[Χ|chi]]）代替[[拉丁字母|罗马字母]] ''x'' 表示<ref>{{cite book|last=Zumdahl|first=Steven S.|title=Chemistry|year=2008|publisher=Cengage Learning|isbn=0-547-12532-1|edition=8th ed.|page=201/1064}}</ref><ref>{{cite book|last=Rickard|first=James N. Spencer, George M. Bodner, Lyman H.|title=Chemistry : structure and dynamics.|year=2010|publisher=Wiley|location=Hoboken, N.J.|isbn=978-0-470-58711-9|edition=5th ed.|page=357/928}}</ref>。对于气体混合物，[[國際純粹與應用化學聯合會|IUPAC]]推荐使用字母 ''y'' 表示<ref name="goldbook"/>。

== 性质 ==
摩尔分数常用于[[相图]]的绘制。它有以下几个优点：
*不同于[[体积摩尔浓度]]，摩尔分数不受温度变化的影响也无需与相态密度有关的知识。
*配制一定已知摩尔分数的混合物时，只需称量适当质量的各组分物质混合后即可。
*摩尔浓度具有“对称性”：摩尔浓度x=0.1和x=0.9，只是把溶液中溶质和溶剂的关系颠倒过来。比如[[乙醇]]和水的混合物，当乙醇的摩尔分数<math>x_{EtOH}</math>=0.1时，混合物可看作是乙醇的水溶液，而当乙醇的摩尔分数<math>x_{EtOH}</math>=0.9时，混合物则可看作是水的乙醇溶液。
*对[[理想气体]]构成的混合物，某一气体组分的摩尔分数可用该气体的[[分压]]与气体混合物总压的比值表示。

== 相关换算 ==
=== 质量分数 ===
[[质量百分浓度|质量分数]]<math>w_i</math>与摩尔分数的换算关系：

:<math>w_i = x_i \cdot \frac {M_i}{M}</math>
<math>M_i</math>代表组分<math>i</math>的摩尔质量；<math>M</math>是混合物的平均摩尔质量。

=== 质量浓度 ===
与[[质量浓度]]<math>\rho_i</math>得换算关係如下：

:<math>x_i = \frac{\rho_i}{\rho} \cdot \frac{M}{M_i}</math>
<math>M</math>是混合物的平均摩尔质量。

=== 体积摩尔浓度 ===
:<math>c_i = \frac{{x_i \cdot \rho}}{{M}}</math>
<math>M</math>是溶液的平均摩尔质量；<math>\rho</math>代表溶液[[密度]]。

=== 质量和摩尔质量 ===
:<math>  x_i= \frac{{\frac{{m_i}}{{M_i}}}}{{\sum_i  \frac{{m_i}}{{M_i}}}}</math>
<math>m_i</math>是组分<math>i</math>的质量，<math>M_i</math>是组分<math>i</math>的摩尔质量。

== 区域差异和梯度 ==
对于非均质混合物，摩尔分数的[[梯度]]会触发[[扩散作用]]的发生。

== 備註 ==
{{NoteFoot}}

== 参考资料 ==
{{reflist}}

{{溶液}}

[[Category:溶液]]
[[Category:物理量]]