Массовая доля (химия)

В химии , то массовая доля вещества в смеси является соотношение (альтернативно обозначенный ) от массы этого вещества к общей массе смеси. ^[1] Выраженная формулой массовая доля равна:${\ displaystyle w_ {i}}$${\ displaystyle Y_ {i}}$${\ displaystyle m_ {i}}$${\ displaystyle m _ {\ text {tot}}}$

${\ displaystyle w_ {i} = {\ frac {m_ {i}} {m _ {\ text {tot}}}}}$

Поскольку отдельные массы ингредиентов смеси в сумме равны , их массовые доли в сумме равны единице:${\ displaystyle m _ {\ text {tot}}}$

${\ Displaystyle \ сумма _ {я = 1} ^ {п} ш_ {я} = 1}$

Массовая доля также может быть выражена со знаменателем 100 в процентах по массе (в коммерческом контексте часто называется процентным содержанием по массе , сокращенно вес.% ; См. Соотношение массы к массе ). Это один из способов выражения состава смеси в безразмерном размере ; мольная доля (процент по молям , моль%) и объемная доля ( процент по объему , об.%) являются другими.

Когда преобладают отдельные химические элементы , а не соединения или другие вещества, термин массовая доля может также относиться к отношению массы элемента к общей массе образца. В этих контекстах альтернативным термином является массовый процентный состав . Массовая доля элемента в соединении может быть рассчитана по эмпирической формуле соединения ^[2] или его химической формуле . ^[3]

Терминология [ править ]

Процентная концентрация не относится к этой величине. Это неправильное название сохраняется, особенно в учебниках начальной школы. В биологии единица «%» иногда (неправильно) используется для обозначения массовой концентрации, также называемой процентным соотношением масса / объем . Раствор с 1  г растворенного вещества, растворенного в конечном объеме 100  мл раствора, будет обозначен как «1%» или «1% m / v» (масса / объем). Это неверно, поскольку единица «%» может использоваться только для безразмерных величин. Вместо этого следует просто указывать концентрацию в единицах г / мл. Процентный раствор или процентный раствор , таким образом, лучше всего подходят для определения массовых процентов растворов (m / m, m% или растворенное вещество / масса общего раствора после смешивания) илиобъемные проценты растворов (об. / об., об.% или объем растворенного вещества на объем всего раствора после смешивания). Иногда продолжают встречаться очень неоднозначные термины « процентное решение» и « процентное решение» без других квалификаторов.

В теплотехнике , качество пары используются для массовой доли пары в паре.

В сплавах, особенно из благородных металлов, термин « чистота» используется для обозначения массовой доли благородного металла в сплаве.

Свойства [ править ]

Массовая доля не зависит от температуры до тех пор, пока не произойдет фазовый переход.

Связанные количества [ править ]

Соотношение смешивания [ править ]

Смешивание двух чистых компонентов можно выразить введением их (массового) соотношения при смешивании . Тогда массовые доли компонентов будут:${\ displaystyle r_ {m} = {\ frac {m_ {2}} {m_ {1}}}}$

${\ displaystyle {\ begin {align} w_ {1} & = {\ frac {1} {1 + r_ {m}}} \\ [3pt] w_ {2} & = {\ frac {r_ {m}} {1 + r_ {m}}} \ end {align}}}$

Массовое соотношение равно отношению массовых долей компонентов:

${\ displaystyle {\ frac {m_ {2}} {m_ {1}}} = {\ frac {w_ {2}} {w_ {1}}}}$

за счет деления числителя и знаменателя на сумму масс компонентов.

Массовая концентрация [ править ]

Массовая доля компонента в растворе - это отношение массовой концентрации этого компонента ρ _i (плотность этого компонента в смеси) к плотности раствора .${\ displaystyle \ rho}$

${\ displaystyle w_ {i} = {\ frac {\ rho _ {i}} {\ rho}}}$

Молярная концентрация [ править ]

Отношение к молярной концентрации аналогично приведенному выше, заменяя соотношение между массой и молярной концентрацией.

${\ displaystyle w_ {i} = {\ frac {\ rho _ {i}} {\ rho}} = {\ frac {c_ {i} M_ {i}} {\ rho}}}$

где - молярная концентрация, - молярная масса компонента .${\ displaystyle c_ {i}}$${\ displaystyle M_ {i}}$${\ displaystyle i}$

Массовый процент [ править ]

Массовый процент также может быть выражен как массовый процент , сокращенно мас.% Или массовый процент.

Молярная фракция [ править ]

Мольная доля может быть вычислена по формуле${\ displaystyle x_ {i}}$

${\displaystyle x_{i}={\frac {w_{i}}{M_{i}}}{\bar {M}}}$

где молярная масса компоненты , и это средняя молекулярная масса смеси.${\displaystyle M_{i}}$${\displaystyle i}$${\displaystyle {\bar {M}}}$

Замена выражения молярная масса-произведение:

${\displaystyle x_{i}={\frac {\frac {w_{i}}{M_{i}}}{\sum _{j}{\frac {w_{j}}{M_{j}}}}}}$

Пространственная вариация и градиент [ править ]

В пространственно неоднородной смеси градиент массовой доли вызывает явление диффузии .

См. Также [ править ]

• Массовая доля потока

Ссылки [ править ]