化学平衡计算方法
化学平衡的计算

化学平衡的计算化学平衡是指当反应物转化为生成物的速度与生成物转化为反应物的速度相等时,化学体系达到了平衡状态。
对于化学反应的平衡态进行计算是化学学习中的基本内容之一。
本文将介绍化学平衡计算的基本原理和常用方法。
一、化学平衡计算的基本原理化学平衡计算是根据化学反应方程式中各物质的摩尔比例关系来确定化学反应物质的量。
平衡反应通常由两个或多个反应物生成两个或多个产物。
在计算中,需要根据所给条件,求解未知量的值。
在化学平衡计算中,以下原理是必须遵循的:1. 摩尔比例关系:在一个平衡化学反应中,反应物和生成物之间存在着一种严格的摩尔比例关系。
这是根据化学反应方程式中的系数得出的。
例如,对于化学反应A + B → C + D,反应物A和B的摩尔比例为1:1,生成物C和D的摩尔比例也为1:1。
因此,当已知某一物质的摩尔数时,可以用这个摩尔数来确定其他物质的摩尔数。
2. 反应物消耗与生成物形成物质量守恒:在一个封闭体系中,反应物的消耗量应等于生成物的形成量。
这是根据质量守恒定律得出的。
根据以上原理,可以确定化学平衡计算的基本方法。
二、常用的化学平衡计算方法1. 摩尔计算法摩尔计算法是最基本的平衡计算方法之一。
在已知反应物质量或浓度的情况下,根据摩尔比例关系,可以计算出其他物质的摩尔数。
举个例子,假设有一反应方程式:N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)。
已知N₂的质量为10克,求NH₃的质量。
解题思路如下:(1)计算N₂的摩尔数:N₂的相对分子质量为28,所以摩尔质量为28克/摩尔。
N₂的摩尔数为10克/28克/摩尔=0.357摩尔。
(2)根据反应物的摩尔比例,计算NH₃的摩尔数:根据方程式的系数,1摩尔N₂生成2摩尔NH₃,因此0.357摩尔N₂会生成0.357×2=0.714摩尔NH₃。
(3)计算NH₃的质量:NH₃的摩尔质量为17克/摩尔,所以0.714摩尔NH₃的质量为0.714×17=12.138克。
化学反应平衡的计算方法

化学反应平衡的计算方法介绍化学反应平衡是化学反应中最基础、最重要的概念之一。
在实际应用中,化学反应平衡可以计算反应物质和生成物质的摩尔比例,可以用于选择正确的反应条件,以及确定反应的可行性。
本文将从基础理论和实际应用两个方面介绍化学反应平衡的计算方法。
1.基础理论化学反应平衡指的是反应物与生成物达到摩尔比例的状态。
在化学反应中,反应物和生成物遵循由热力学第一定律和第二定律确定的能量和熵的守恒定律,体系中的能量和熵的变化会影响反应进程。
因此,为了使化学反应达到平衡状态,需要在反应过程中使体系保持热力学平衡。
典型的化学反应平衡式为:A + B ↔ C + D,其中 A 和 B 是反应物,C 和 D 是生成物。
反应物和生成物的摩尔比例可以通过化学反应方程式直接得出,即方程式中反应物和生成物的系数(摩尔数)所表示的比例。
例如,在上述反应方程式中,反应物 A 和B 的摩尔比例为 A:B,生成物 C 和 D 的摩尔比例为 C:D。
计算化学反应平衡时,需要考虑以下两个方面:(1)反应热力学平衡在化学反应中,体系中的能量和熵会影响反应进程。
因此,在反应过程中,需要使体系保持热力学平衡。
在化学反应中,体系中能量的变化被称为反应焓变(ΔH),熵的变化被称为反应熵变(ΔS),而反应平衡常数(K)则表示了反应物和生成物达到平衡的比例。
根据温度和气压的不同,反应物和生成物的K 值也会有所不同。
(2)反应动力学平衡在未达到化学反应平衡状态时,反应物和生成物的浓度都会发生变化。
因此,需要在反应过程中对反应物和生成物的浓度变化进行计算。
反应动力学平衡可以通过化学反应速率方程式来计算。
反应速率方程式涉及反应物相对浓度的变化,具体公式如下:r=k[A]^m[B]^n其中,k 为速率常数,[A] 和 [B] 分别为反应物 A 和 B 的浓度,而 m 和 n 分别是各个反应物在反应速率方程式中的指数。
2.实际应用在实际应用中,化学反应平衡常数和速率常数成为反应参数的重要参考数据。
化学中的化学反应平衡常数计算方法

化学中的化学反应平衡常数计算方法化学反应平衡常数是描述化学反应反应趋势的一个重要参数,它能够告诉我们反应体系中各种物质的存在形态及其浓度变化规律。
化学反应平衡常数的计算方法比较复杂,需要依据反应物的化学性质以及反应条件进行综合计算。
下面就让我们一起来探讨一下化学反应平衡常数的计算方法。
一、化学反应平衡常数计算的基本概念化学反应平衡常数通常用Kc表示,其定义式为:对于化学方程式:aA + bB ↔ cC + dD其平衡常数Kc的表达式为:Kc = ([C]^c × [D]^d)/([A]^a × [B]^b)其中,[A]、[B]、[C]、[D]分别表示物质A、B、C、D的浓度。
Kc的值越大,说明产物的浓度越大,反应越偏向右侧;Kc的值越小,说明反应物的浓度越大,反应越偏向左侧。
当Kc等于1时,产物和反应物浓度相等,反应处于平衡状态。
在化学反应中,每个物质都会参与到反应中去,不同物质的浓度会影响反应的进程和平衡状态。
因此,在计算Kc值的时候必须将反应物和产物的浓度同时考虑进去。
二、化学反应平衡常数计算方法1. 集中式计算法集中式计算法是一种简单且直接的计算Kc值的方法。
它适用于直接观测到浓度变化或不需要对反应物进行进一步处理的情况下。
计算Kc的方法如下:(1) 根据反应式列出化学方程式,确定各反应物和产物的摩尔比例关系。
(2) 测定反应体系中各组分的浓度,以摩尔为单位,求出各反应物和产物的摩尔浓度。
(3) 代入Kc的公式,计算反应的平衡常数。
2. 反应前后变化量法反应前后变化量法是通过测量反应前后某种物质的浓度变化来计算Kc值的方法。
计算Kc的方法如下:(1) 通过实验测定反应前后某种物质的浓度变化,求出反应体系中各组分的变化量。
(2) 根据物质的化学计量关系,计算出各反应物和产物的摩尔数并转换为摩尔浓度。
(3) 代入Kc的公式,计算反应的平衡常数。
3. 等浓度法等浓度法是通过使反应物和产物的浓度保持相对稳定而测量Kc值的方法。
化学平衡的压力与平衡常数的计算方法

化学平衡的压力与平衡常数的计算方法化学平衡是指在封闭系统中,反应物与生成物之间达到动态平衡的状态。
在化学平衡中,反应物和生成物的浓度或者压力保持不变。
而平衡常数则是描述反应物和生成物浓度或者压力之间的关系。
本文将介绍化学平衡的压力与平衡常数的计算方法。
一、化学平衡的压力在化学平衡中,气体反应的压力可以用到达平衡时各个气体的分压表示。
反应物和生成物的分子数与分压成正比例关系,即达到平衡时各气体分子的数目与它们之间的摩尔比之间的数目比例关系一致。
设一涉及气体的反应为aA + bB ⇌ cC + dD,其中A、B、C和D为物质符号,a、b、c和d分别为反应物和生成物之间的系数。
该反应的平衡常数Kc为Kc = [C]c[D]d / [A]a[B]b其中方括号表示物质的浓度。
对于涉及气体的反应,可以使用分压来代替浓度。
假设P(A)、P(B)、P(C)和P(D)分别表示反应物A、B和生成物C、D的分压,那么反应的平衡常数Kp可以由分压来表示。
Kp = (P(C))^c * (P(D))^d / (P(A))^a * (P(B))^b二、平衡常数的计算方法在实际计算中,平衡常数的计算方法有多种。
以下列举两个常用的计算方法。
1.计算方法一:利用已知物质的浓度或分压如果化学反应中某些物质的浓度或分压是已知的,可以利用这些数据来计算平衡常数。
例如,对于反应aA + bB ⇌ cC + dD,如果已知[A]、[B]、[C]和[D],则可以利用下述公式求得平衡常数Kc:Kc = [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b同样,对于使用分压来表示的平衡常数Kp,可以利用已知的分压数据来计算。
2.计算方法二:利用反应物和生成物的摩尔数变化在一些情况下,可能只知道反应开始时反应物和生成物的摩尔数变化,即给出了反应物或生成物的初始浓度和平衡浓度之间的差值。
假设反应物A的初始浓度为[A]0,平衡浓度为[A],在反应过程中,反应物A的浓度减少Δ[A],那么反应物A的浓度变化Δ[A] = [A]0 - [A]。
化学平衡常数计算

化学平衡常数计算化学平衡常数(K)是描述反应在给定温度下的平衡状态的量。
它是各种物质浓度的比率,用于表示在一个封闭系统中,反应物和生成物之间的相对浓度。
本文将介绍化学平衡常数的计算方法。
一、理论背景化学平衡是指在一个化学反应中,反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。
在平衡态下,反应物和生成物之间的速率相等。
平衡常数是描述化学平衡状态的一个重要物理量。
平衡常数的计算需要知道反应方程式及其系数。
对于一般的反应方程式:aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数K的表达式为:K = ([C]^c * [D]^d) / ([A]^a * [B]^b)其中,[C]、[D]、[A]、[B]分别表示物质C、D、A、B的浓度。
二、计算方法1. 已知浓度,求平衡常数若已知反应物和生成物的浓度,可以根据平衡常数的表达式直接计算。
举例来说,对于反应方程式:2H2(g) + O2(g) ⇌ 2H2O(g)已知在某一温度下,[H2] = 0.5 M,[O2] = 0.2 M,[H2O] = 1 M。
将这些值代入平衡常数表达式中,就可以计算出K的值。
K = ([H2O]^2) / ([H2]^2 * [O2])2. 已知K值和浓度,求未知浓度有时候,我们已知平衡常数K的值和某些物质的浓度,希望求解其他物质的浓度。
为了简化计算,我们可以引入一个表达式,称为反应商(Q)。
反应商的计算方式与平衡常数相同,只不过使用的是实际浓度而非平衡浓度。
比如,在上述反应方程式中,已知K = 10,[H2] = 0.1 M,[O2] =0.1 M,[H2O] = 0.2 M。
我们可以计算反应商Q:Q = ([H2O]^2) / ([H2]^2 * [O2]) = (0.2^2) / (0.1^2 * 0.1) = 40然后,我们可以比较Q与K的大小来判断反应的方向。
如果Q > K,说明反应还不处于平衡态,生成物的浓度较高,反应将朝向反向进行;如果Q < K,说明反应过程中生成物的浓度较低,反应将朝向正向进行;如果Q = K,反应处于平衡态。
化学平衡的原理与计算方法

化学平衡的原理与计算方法化学平衡是化学反应在达到一定条件下的状态,当反应物和生成物之间的速率达到动态平衡时,反应就处于化学平衡状态。
化学平衡的原理是基于反应物浓度和反应速率之间的关系,通过平衡常数的计算可以得到反应物浓度与反应速率之间的关系。
本文将介绍化学平衡的原理以及计算方法。
一、化学平衡原理化学平衡的原理基于Le Chatelier定律,即在达到平衡的条件下,当系统受到外界干扰时,系统会发生调整以减小或反向抵消这种干扰。
在化学反应中,当系统受到增加或减少某种物质的影响时,平衡会向相应的方向移动以抵消这种变化。
化学平衡还与化学反应的反应速率相关。
当化学反应达到平衡时,反应物和生成物的速率相等,不再发生净反应。
平衡常数(K)表示反应物与生成物之间的浓度比例,可通过浓度的计算确定。
二、化学平衡的计算方法在化学平衡的计算中,常用的方法有集中法和逐项法。
1. 集中法集中法主要通过分析化学反应物和生成物的物质平衡方程式,确定反应物和生成物的浓度比例。
通过找出平衡反应物和生成物的浓度表达式,并设置未知变量,通过求解方程组得到浓度值,并计算得到平衡常数。
2. 逐项法逐项法是根据化学反应的平衡状态,分别对反应物和生成物的浓度变化情况进行分析和计算。
通过设置各个物质的初始浓度以及在平衡时的浓度变化量,并利用物质的守恒性进行计算。
通过计算得到的浓度比例,求解平衡常数,并确保反应物和生成物的速率相等。
三、化学平衡的应用化学平衡的原理和计算方法在化学领域有广泛的应用。
它可以用来优化化工生产过程,控制反应物和生成物的浓度以达到最佳反应效果。
此外,在环境保护领域,化学平衡的计算方法可以帮助我们了解大气和水体中各种物质的浓度,并设计相应的环境治理方案。
此外,化学平衡的理论也在生物学研究中发挥重要作用。
生物体内的代谢过程是一系列化学反应的平衡状态,了解化学平衡原理和计算方法可以帮助我们理解生物体内物质转化的动态过程,从而为药物研发和疾病治疗提供参考。
化学平衡三段式计算
化学平衡的相关计算
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三段式计算
三段式指可逆反应从起始到平衡反应 物与生成物所经历的变化,用物质的 量(或浓度)来表示。
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一、化学平衡三段式
•
mA + nB
起(pmCol)+ qDa
b
c变(mol)
dx
n/m x
x平(mol) qa/-mx x b- n/m x
(2)
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等效思维
• 例题:在一真空的一定体积的密闭容器中
盛有1molPCl5,加热到200℃时发生如下反
应:PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)
,反应达平衡时,PCl5所占体积分数为M%
。若在同一温度和容器中,最初投入的PCl5
是2 mol,反应达平衡时,PCl5所占体积分
数为N%,则M和N的正确关系是 [B
⑤平衡时混合气体的密度 8g/L
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2、恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气 体通入一个固定容积的密闭容器中:
N2 + 3H2
2 NH3
(1)若反应进行至t时,n(N2)=13mol
n(NH3)=6mol计算a的值。
(2)反应达平衡,混合气体的体积为
716.8L(标况),其中NH3的含量为25%,
y 0.7 z 0.2
0 1 2t
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变式练习1:将1moL氧气和2moL二氧
化硫充入1L的容器中混合,在一定条 件下发生生成三氧化硫气体,5 min反
应达平衡, 测得混合物共2.5。
求:(1)氧气在5min内的反应速率
(2)氧气、二氧化硫的转化率
(3)氧气和二氧化硫的转化率有 什么关系
化学平衡的计算的技巧
化学平衡的计算的技巧1、平衡“三段式”法根据可逆反应方程式,列出反应物、产物各物质的初始量、变化量、平衡量,然后依据已知条件建立方程式而求解的方法。
此方法是解决化学平衡计算问题的基本方法。
例1.在一定温度下,将100mol N2、H2的混合气体充入密闭的恒压容器中反应,达平衡时,测得混合气体的密度是反应前密度的1.25倍,平均式量为15.5,则平衡时,N2转化的百分率为A.20% B.25% C.30% D.40%[解析]设反应掉N2物质的量为x,起始N2物质的量为a,H2物质的量为b依题意:N2 + 3H2 2NH3起始: a b 0转化: x 3x 2x平衡: a-x b-3x 2xa+b=100 a+b=1.25 (a+b-2x) 28a+2b=15.5(a+b-2x)解之得:x=10mol a=40mol b=60mol则平衡时,N2转化的百分率为:(10/40)x100%=25% 选B2、差量法依据可逆反应中各物质的初态终态体积、物质的量或压强的变化进行计算。
差量法在解此类题中是一种常用的方法。
例2、某温度下,在定容密闭容器中发生如下反应: 2A(g) 2B(g)+ C(g),若开始时只充入2molA气体,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%,则平衡时A的体积分数为A.60% B.50% C.70% D.40%[解析]在定容的情况下,气体的压强与物质的量成正比,因此气体的物质的量增多了2molx20%=0.4 mol。
设:反应消耗A、生成B、C的物质的量分别为x、y、z2A(g) 2B(g) + C(g) 增加nx=0.8mol y=0.8mol z=0.4mol 0.4mol则平衡时A的体积分数为:[(2-0.8)/(2+0.4)] x100%=50%3、等效平衡法“等效平衡法”也是解决平衡计算问题的一种重要的方法。
等效平衡即在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,对于同一可逆反应,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,同一物质的含量相同。
化学平衡计算
化学平衡计算在化学反应中,当反应物转化为生成物时,有些反应是不完全进行的,而是达到一个平衡点。
化学平衡是指反应物和生成物的浓度达到一个稳定的状态,此时反应的速率相等。
化学平衡的计算是确定平衡反应的浓度的过程,其中包括利用反应方程式和平衡常数等进行计算。
化学平衡计算是化学领域中重要的计算方法之一,它可以帮助我们了解反应的性质、优化反应条件以及预测产物的生成量等。
在化学平衡计算中,我们首先需要了解平衡反应的反应方程式。
反应方程式由反应物和生成物组成,其中反应物在化学反应中消耗并转化为生成物。
通过平衡反应方程式,我们可以确定反应物与生成物之间的摩尔比例关系。
平衡常数是化学平衡计算中的关键概念之一。
它是指在特定温度下,反应物和生成物的浓度的比例。
平衡常数用K表示,它的值与反应温度有关。
平衡常数的数值越大,说明反应在平衡时生成物的浓度更高;反之,数值越小,生成物的浓度相对较低。
在进行化学平衡计算时,我们可以通过平衡常数来确定反应物和生成物的浓度。
一种常用的计算方法是通过给定反应物浓度来计算生成物浓度。
这种方法需要一个已知的平衡常数和反应物的浓度。
举个例子来说明化学平衡计算的过程。
假设我们有一个反应方程式:A + B ⇌ C + D。
平衡常数K的值为0.1。
现在我们知道反应物A的浓度为1mol/L,反应物B的浓度为2mol/L。
我们可以通过以下步骤计算生成物C和D的浓度:1. 根据反应物的浓度和反应方程式的摩尔比例,确定反应物与生成物的摩尔比例关系。
在这个例子中,A和B的摩尔比例为1:2,所以C 和D的摩尔比例也是1:2。
2. 利用反应物的浓度和摩尔比例关系,计算生成物的浓度。
根据反应物的浓度,我们可以得知A的浓度为1mol/L,B的浓度为2mol/L。
由于C和D的摩尔比例与A和B相同,所以C的浓度为1mol/L,D的浓度为2mol/L。
通过以上计算,我们可以得知在给定反应条件下,生成物C的浓度为1mol/L,生成物D的浓度为2mol/L。
化学平衡的概念与计算方法
化学平衡的概念与计算方法化学平衡是指在化学反应中,反应物与生成物之间的相对浓度达到一定比例的状态。
在化学平衡中,正向反应与逆向反应同时进行,反应速率相等,净反应物浓度不再发生变化。
本文将讨论化学平衡的概念和计算方法。
一、化学平衡的概念化学平衡是指在封闭系统中,化学反应双向进行,正向反应和逆向反应同时发生,且达到相对稳定的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物的浓度之间的比例关系保持不变。
化学平衡的特点是:1. 反应物与生成物的浓度达到一定比例,不再发生净变化;2. 正向反应和逆向反应在相同的速率下进行;3. 化学平衡与反应条件有关,如温度、压力、浓度等。
二、化学平衡的计算方法1. 平衡常数计算平衡常数是衡量化学反应在平衡状态下正反应物质之间浓度比例的指标。
以一般反应物质aA + bB → cC + dD 为例,平衡常数表达式为:Kc = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中方括号表示物质的浓度。
2. 平衡常数的意义平衡常数表示正反应物质之间的浓度比例在平衡状态下的稳定程度。
当平衡常数大于1时,生成物的浓度较高,反应趋向正向进行;当平衡常数小于1时,反应物的浓度较高,反应趋向逆向进行。
3. 影响平衡常数的因素平衡常数受到温度、压力和浓度等因素的影响。
温度升高通常会增大平衡常数,压力增加也有可能增加平衡常数,而改变反应物浓度则会改变平衡常数。
4. 平衡常数的计算步骤a) 记录反应物与生成物的浓度;b) 根据反应物与生成物的化学方程式,列出平衡常数表达式;c) 使用实验数据代入表达式中的浓度;d) 计算平衡常数。
5. 平衡浓度的计算在已知反应物与生成物的初浓度以及平衡常数的情况下,可以通过反应物质量守恒的原理来计算平衡浓度。
6. 平衡浓度的计算步骤a) 确定已知物质的量以及反应的摩尔比例;b) 记录已知物质的浓度;c) 根据反应的化学方程式和已知物质的浓度,推导出未知物质浓度的公式;d) 代入已知物质的浓度,计算未知物质的浓度。
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化学平衡计算方法
化学平衡是指在封闭容器中,化学反应的反应物和生成物浓度达到一定的比例关系时,反应正好达到动态平衡的状态。
在化学平衡中,反应物和生成物的浓度不再发生明显的变化,但是反应仍然在进行。
在化学平衡中,各个组成物质的物质浓度之间存在着一定的关系,这种关系可以通过化学平衡计算方法来求解。
1.摩尔比例法:
摩尔比例法是最简单也最常用的计算方法。
它的基本原理是根据反应物和生成物的化学方程式,计算它们之间的摩尔比例。
化学方程式表示了反应物和生成物之间的量的关系,根据化学方程式,可以推导出各个物质的摩尔比例。
例如,对于以下反应方程式:A+B=C+D
假设初始时反应物A和B的摩尔数分别为a和b,生成物C和D的摩尔数都为0。
当达到平衡时,反应物和生成物的摩尔数可以表示为:a-xb-x
------=------
cd
其中,x为反应物和生成物的摩尔数的变化量,c和d为化学方程式中反应物和生成物的摩尔系数。
摩尔比例法的优点是简单易懂,适用于绝大多数化学方程式。
但是缺点是不能处理反应物和生成物浓度非整数倍关系的情况。
2.反应系数法:
反应系数法是一种更加精确的计算方法。
它的原理是根据反应物和生成物的物质浓度和化学方程式中的反应系数,计算它们之间的比例关系。
反应系数法可以解决反应物和生成物浓度非整数倍关系的情况。
例如,对于以下反应方程式:2A+3B=C+2D
假设初始时反应物A和B的浓度分别为[a]和[b],生成物C和D的浓度分别为[c]和[d]。
当达到平衡时,反应物和生成物的浓度可以表示为:(a-x)(b-x)
-------=--------
2[a]+3[b][c]+2[d]
其中,x为反应物和生成物的浓度的变化量。
由此可以得到反应物和生成物的浓度之间的比例关系,进而求解各个物质的浓度。
反应系数法的优点是能够处理反应物和生成物浓度非整数倍关系的情况,但是计算过程稍微繁琐一些。
3.迈克尔斯定律:
迈克尔斯定律是在摩尔比例法和反应系数法的基础上提出的一种更加精确的计算方法。
它的原理是根据反应物和生成物的物质浓度和化学方程式中的反应系数,建立平衡常数表达式,通过求解平衡常数来计算反应物和生成物的浓度。
平衡常数是指化学反应在平衡时,反应物和生成物的浓度之比的稳定值。
对于以下反应方程式:aA+bB=cC+dD
平衡常数表达式为:K=([C]/[A])^c*([D]/[B])^d
通过测定反应物和生成物的浓度,可以求解平衡常数,进而求解各个物质的浓度。
迈克尔斯定律的优点是能够更加准确地计算反应物和生成物的浓度,但是缺点是计算过程较为复杂,需要实验测定平衡常数。
综上所述,化学平衡计算方法主要包括摩尔比例法、反应系数法和迈克尔斯定律。
根据具体情况选择合适的计算方法,可以得到反应物和生成物的浓度之间的比例关系,进而求解各个物质的浓度。