Соотношение компонентов

В химии и физика, безразмерный коэффициент смешивания - это содержание одного компонента смеси относительно содержания всех других компонентов. Этот термин может относиться либо к мольному соотношению, либо к массовому соотношению.

• 1 В химии атмосферы и метеорологии
  • 1,1 Мольное отношение
  • 1,2 Массовое отношение
• 2 Соотношение при смешивании смесей или растворов
  • 2.1 Объемная аддитивность
  • 2.2 Соотношения при смешивании смесей растворителей
• 3 Ссылки

Мольное отношение

В химии атмосферы, соотношение смешивания обычно относится к мольному соотношению ri, которое определяется как количество компонента n i, деленное на общее количество всех других компонентов в смеси:

$ri\; =\; nintot\; -\; ni\; \{\backslash \; displaystyle\; r\_\; \{i\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{n\_\; \{i\}\}\; \{n\; \_\; \{\backslash \; mathrm\; \{tot\}\}\; -n\_\; \{i\}\}\}\}$

Молярное отношение также называется соотношение количества . Если n i намного меньше, чем n tot (что имеет место для атмосферных микрокомпонентов), мольное отношение почти идентично мольной доле.

Массовому соотношению

В метеорологии коэффициент смешивания обычно относится к массовому соотношению ζi, которое определяется как масса составляющего m i, деленная на общая масса всех других компонентов в смеси:

$\zeta \; i\; =\; mimtot\; -\; mi\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; zeta\; \_\; \{i\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{m\_\; \{i\}\}\; \{m\; \_\; \{\backslash \; mathrm\; \{tot\}\}\; -m\_\; \{\; i\}\}\}\}$

Массовое соотношение водяного пара в воздухе может использоваться для описания влажности.

Два бинарных раствора разного состава или даже два чистых компоненты могут быть смешаны с различными соотношениями смешивания по массе, молям или объемам.

массовая доля полученного раствора в результате смешивания растворов с массами m 1 и m 2 и массовыми долями w 1 и w 2 определяется по формуле:

$w\; =\; w\; 1\; m\; 1\; +\; w\; 2\; m\; 1\; rmm\; 1\; +\; m\; 1\; rm\; \{\backslash \; displaystyle\; w\; =\; \{\backslash \; frac\; \{w\_\; \{1\}\; m\_\; \{\; 1\}\; +\; w\_\; \{2\}\; m\_\; \{1\}\; r\_\; \{m\}\}\; \{m\_\; \{1\}\; +\; m\_\; \{1\}\; r\_\; \{m\}\}\}\}$

где m 1 можно упростить из числителя и знаменатель

$w\; =\; w\; 1\; +\; w\; 2\; rm\; 1\; +\; rm\; \{\backslash \; displaystyle\; w\; =\; \{\backslash \; frac\; \{w\_\; \{1\}\; +\; w\_\; \{2\}\; r\_\; \{m\}\}\; \{1\; +\; r\_\; \{m\}\}\}\}$

и

$rm\; =\; m\; 2\; m\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; r\_\; \{m\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{m\_\; \{2\}\}\; \{m\_\; \{1\}\}\}\}$

- массовое соотношение смешивания двух растворов.

Подставляя плотности ρ i(wi) и рассматривая равные объемы различных концентраций, получаем:

$w\; =\; w\; 1\; \rho \; 1\; (w\; 1)\; +\; w\; 2\; \rho \; 2\; (w\; 2)\; \rho \; 1\; (\; w\; 1)\; +\; \rho \; 2\; (w\; 2)\; \{\backslash \; displaystyle\; w\; =\; \{\backslash \; frac\; \{w\_\; \{1\}\; \backslash \; rho\; \_\; \{1\}\; (w\_\; \{1\})\; +\; w\_\; \{2\}\; \backslash \; rho\; \_\; \{2\}\; (w\_\; \{2\; \})\}\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{1\}\; (w\_\; \{1\})\; +\; \backslash \; rho\; \_\; \{2\}\; (w\_\; \{2\})\}\}\}$

Учитывая объемную пропорцию смешивания r V (21)

$вес\; знак\; равно\; вес\; 1\; \rho \; 1\; (вес\; 1)\; +\; вес\; 2\; \rho \; 2\; (вес\; 2)\; р\; V\; \rho \; 1\; (вес\; 1)\; +\; \rho \; 2\; (вес\; 2)\; р\; V\; \{\backslash \; Displaystyle\; ш\; =\; \{\backslash \; гидроразрыва\; \{w\_\; \{1\}\; \backslash \; rho\; \_\; \{1\}\; (w\_\; \{1\})\; +\; w\_\; \{2\}\; \backslash \; rho\; \_\; \{2\}\; (w\_\; \{2\})\; r\_\; \{V\}\}\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{1\}\; (w\_\; \{1\})\; +\; \backslash \; rho\; \_\; \{2\}\; (w\_\; \{2\})\; r\_\; \{V\}\}\}\}$

Формула может быть расширена на более чем два раствора с массовым соотношением смешивания

$rm\; 1\; =\; m\; 2\; m\; 1\; rm\; 2\; =\; m\; 3\; m\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; r\_\; \{m1\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{m\_\; \{2\}\}\; \{m\_\; \{1\}\}\}\; \backslash \; quad\; r\_\; \{m2\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{m\_\; \{3\}\}\; \{m\_\; \{1\}\}\}\}$

смешать, получив:

$w\; =\; w\; 1\; m\; 1\; +\; w\; 2\; m\; 1\; rm\; 1\; +\; w\; 3\; m\; 1\; rm\; 2\; m\; 1\; +\; m\; 1\; rm\; 1\; +\; m\; 1\; rm\; 2\; =\; w\; 1\; +\; w\; 2\; rm\; 1\; +\; w\; 3\; rm\; 2\; 1\; +\; rm\; 1\; +\; rm\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; w\; =\; \{\backslash \; frac\; \{w\_\; \{1\}\; m\_\; \{1\}\; +\; w\_\; \{2\}\; m\_\; \{1\}\; r\_\; \{m1\}\; +\; w\_\; \{3\}\; m\_\; \{1\; \}\; r\_\; \{m2\}\}\; \{m\_\; \{1\}\; +\; m\_\; \{1\}\; r\_\; \{m1\}\; +\; m\_\; \{1\}\; r\_\; \{m2\}\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{w\_\; \{1)\; \}\; +\; w\_\; \{2\}\; r\_\; \{m1\}\; +\; w\_\; \{3\}\; r\_\; \{m2\}\}\; \{1\; +\; r\_\; \{m1\}\; +\; r\_\; \{m2\}\}\}\}$

Аддитивность по объему

Условие для получения Частично идеальный раствор при смешивании состоит в том, что объем полученной смеси V должен быть равен удвоенному объему V s каждого раствора, смешанного в равных объемах, благодаря аддитивности объемов. Результирующий объем можно найти из уравнения баланса массы, включающего плотности смешанных и получаемых растворов и приравнивая его к 2:

$V\; =\; (\rho \; 1\; +\; \rho \; 2)\; V\; s\; \rho ,\; V\; =\; 2\; V\; s\; \{\backslash \; displaystyle\; V\; =\; \{\backslash \; frac\; \{(\backslash \; rho\; \_\; \{1\}\; +\; \backslash \; rho\; \_\; \{2\})\; V\; \_\; \{\backslash \; mathrm\; \{s\}\}\}\; \{\backslash \; rho\}\},\; V\; =\; 2V\; \_\; \{\backslash \; mathrm\; \{s\}\; \}\}$

подразумевает

$\rho \; 1\; +\; \rho \; 2\; \rho \; =\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{1\}\; +\; \backslash \; rho\; \_\; \{2\}\}\; \{\backslash \; rho\}\}\; =\; 2\}$

Of Конечно, для реальных решений вместо последнего равенства появляются неравенства.

Пропорции смешивания смесей растворителей

Смеси различных растворителей могут иметь интересные особенности, такие как аномальная проводимость (электролитическая) определенных ионов лиония и лиат-ионы, генерируемые молекулярной автоионизацией протонных и апротонных растворителей благодаря механизму Гроттуса перескока ионов в зависимости от соотношений смешивания. Примеры могут включать ионы гидроксония и гидроксид в смесях воды и водно-спирта, ионы алкоксония и алкоксид в тех же смесях, аммония и ионы амида в жидком и сверхкритическом аммиаке, ионы алкиламмония и алкиламида в смесях аминов и т. Д.