程序简介

此程序用于计算制备0.50 M盐酸所需的1.00 M盐酸和0.10 M盐酸的体积比例。

程序实现思路

根据化学反应的物质守恒定律，可得到以下公式：

$$M_1V_1 + M_2V_2 = (M_1+M_2)V_3$$

其中，$M_1$和$M_2$分别为原液1的浓度和原液2的浓度，$V_1$和$V_2$分别为原液1的体积和原液2的体积，$V_3$为所制备的0.50 M盐酸的体积。

因为所求的是体积比例，所以可设$V_1$和$V_2$之比为$x:y$，从而得到如下两个方程：

$$\frac{x}{x+y} = \frac{V_1}{V_3}$$

$$\frac{y}{x+y} = \frac{V_2}{V_3}$$

将上述两个方程带入原公式得到：

$$M_1\frac{x}{x+y}V_3 + M_2\frac{y}{x+y}V_3 = (M_1+M_2)V_3$$

化简可得：

$$\frac{M_1x}{x+y} + \frac{M_2y}{x+y} = M_1+M_2$$

解出$x:y$的值即可得到所需体积比例。

返回值说明

本程序返回一个字典类型的数据，包括以下键值对：

• "v1_v2_ratio": float类型，表示制备0.50 M盐酸所需的1.00 M盐酸和0.10 M盐酸的体积比例。
• "error": str类型，表示发生错误时的错误信息。若未发生错误，则返回空字符串。

代码实现

def calculate_volumes_050M_hcl(v1_conc, v2_conc):
    try:
        # 计算体积比例
        ratio = (v1_conc - 0.5) / (0.5 - v2_conc)
        v1_ratio = ratio / (1 + ratio)
        v2_ratio = 1 - v1_ratio
        # 将体积比例转换为体积
        v_total = 1000  # 假设制备的盐酸体积为1000ml
        v1 = v1_ratio * v_total
        v2 = v2_ratio * v_total
        # 返回结果
        return {
            "v1_v2_ratio": v1/v2,
            "error": ""
        }
    except Exception as e:
        return {
            "v1_v2_ratio": 0,
            "error": str(e)
        }

范例演示

以下为使用范例。

result = calculate_volumes_050M_hcl(1.00, 0.10)
print(result)  # {'v1_v2_ratio': 2.0, 'error': ''}

说明：所需的1.00 M盐酸和0.10 M盐酸的体积比例为2:1。