Соотношение компонентов

редактировать

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.

Содержание

  • 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

В химии атмосферы и метеорологии

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 {\ displaystyle r_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {n _ {\ mathrm {tot}} -n_ {i}}}}{\ displaystyle r_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {n _ {\ 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:

ζ i = mimtot - mi {\ displaystyle \ zeta _ {i} = {\ frac {m_ {i}} {m _ {\ mathrm {tot}} -m_ { i}}}}{\ displaystyle \ zeta _ {i} = {\ frac {m_ {i}} {m _ {\ mathrm {tot}} -m_ {i}}}}

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

Соотношение смешивания смесей или растворов

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 {\ displaystyle w = {\ frac {w_ {1} m_ { 1} + w_ {2} m_ {1} r_ {m}} {m_ {1} + m_ {1} r_ {m}}}}{\ displaystyle w = {\ 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 {\ displaystyle w = {\ frac {w_ {1} + w_ {2} r_ {m}} {1 + r_ {m}}}}{\ displaystyle w = {\ frac {w_ {1} + w_ {2} r_ {m}} {1 + r_ {m}}}}

и

rm = m 2 m 1 {\ displaystyle r_ {m} = {\ frac {m_ {2}} {m_ {1}}}}{\ displaystyle r_ {m} = {\ 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 ρ 1 (w 1) + w 2 ρ 2 (w 2) ρ 1 ( w 1) + ρ 2 (w 2) {\ displaystyle w = {\ frac {w_ {1} \ rho _ {1} (w_ {1}) + w_ {2} \ rho _ {2} (w_ {2 })} {\ rho _ {1} (w_ {1}) + \ rho _ {2} (w_ {2})}}}{\ displaystyle w = {\ frac {w_ {1} \ rho _ {1} (w_ { 1}) + w_ {2} \ rho _ {2} (w_ {2})} {\ rho _ {1} (w_ {1}) + \ rho _ {2} (w_ {2})}}}

Учитывая объемную пропорцию смешивания r V (21)

вес знак равно вес 1 ρ 1 (вес 1) + вес 2 ρ 2 (вес 2) р V ρ 1 (вес 1) + ρ 2 (вес 2) р V {\ Displaystyle ш = {\ гидроразрыва {w_ {1} \ rho _ {1} (w_ {1}) + w_ {2} \ rho _ {2} (w_ {2}) r_ {V}} {\ rho _ {1} (w_ {1}) + \ rho _ {2} (w_ {2}) r_ {V}}}}{\ displaystyle w = {\ frac {w_ {1} \ rho _ {1} (w_ {1}) + w_ {2} \ rho _ {2} (w_ {2}) r_ {V}} {\ rho _ { 1} (w_ {1}) + \ 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 {\ displaystyle r_ {m1} = {\ frac {m_ {2}} {m_ {1}}} \ quad r_ {m2} = {\ frac {m_ {3}} {m_ {1}}}}{\ displaystyle r_ {m1} = {\ frac {m_ {2}} {m_ {1}}} \ quad r_ {m2} = {\ 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 {\ displaystyle w = {\ 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}}} = {\ frac {w_ {1) } + w_ {2} r_ {m1} + w_ {3} r_ {m2}} {1 + r_ {m1} + r_ {m2}}}}{\ displaystyle w = {\ 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}}} = {\ 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 = (ρ 1 + ρ 2) V s ρ, V = 2 V s {\ displaystyle V = {\ frac {(\ rho _ {1} + \ rho _ {2}) V _ {\ mathrm {s}}} {\ rho}}, V = 2V _ {\ mathrm {s} }}{\ displaystyle V = {\ frac {(\ rho _ {1} + \ rho _ {2}) V _ {\ mathrm {s}} } {\ rho}}, V = 2V _ {\ mathrm {s}}}

подразумевает

ρ 1 + ρ 2 ρ = 2 {\ displaystyle {\ frac {\ rho _ {1} + \ rho _ {2}} {\ rho}} = 2}{\ displaystyle {\ frac { \ rho _ {1} + \ rho _ {2}} {\ 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.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-30 03:51:09
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте