5. Маса, обем и моларен състав
Масова частi на всеки компонент се определя от съотношението на масата mi на този компонент към масата на цялата смес mcm:
Като се има предвид, че общата маса на сместа е равна на сумата от масите на отделните компоненти, т.е.
Пример 4.Сместа се състои от два компонента: m1 = 500 kg, m2 = 1500 kg. Определете масовата част на всеки компонент в сместа.
Разтвор.Масова част на първия компонент:
Масова част на втория компонент:
Масовата част на втория компонент също може да се определи с помощта на равенството:
Обемна фракцияi на компонент в смес е равно на отношението на обема Vi на този компонент към обема на цялата смес V:
Пример 5.Газът се състои от два компонента: V1 = 15,2 m 3 метан и V2 = 9,8 m 3 етан. Изчислете обемния състав на сместа.
Разтвор.Общият обем на сместа е:
V \u003d V1 + V2 \u003d 15,2 + 9,8 \u003d 25 m 3
Обемна фракция в сместа:
метан
Моларната фракцияni на който и да е компонент на смес се определя като съотношението на броя киломоли Ni от този компонент към общия брой киломоли N на сместа:
Като се има предвид, че:
получаваме:
Превръщането на молните фракции в масови фракции може да се извърши по формулата:
Пример 6.Сместа се състои от 500 kg бензен и 250 kg толуен. Определете моларния състав на сместа.
Разтвор.Молекулното тегло на бензена (C6H6) е 78, толуенът (C7H8) е 92. Броят на моловете в килограм е:
бензен
толуен
общ брой килограми молове:
Молната част на бензена е:
За толуен, молната част може да се намери от уравнението:
средно молекулно теглосмесите могат да бъдат определени чрез познаване на моларната фракция и молекулното тегло на всеки компонент на сместа:
(21)
Молекулното тегло на смес от няколко маслени фракции може да се определи по формулата
(22)
(23)
къдетоm1,m2,…,mnе масата на компонентите на сместа, kg;M1, M2,. Mn- молекулно тегло на компонентите на сместа; - % тегл. компонент.
Молекулното тегло на петролния продукт може да се определи и с помощта на формулата на Крейг
(24)
Пример 7.Определете средното молекулно тегло на сместа от бензен с изооктан, ако молната част на бензена е 0,51, изооктана 0,49.
Разтвор.Молекулното тегло на бензена е 78, изооктанът е 114. Замествайки тези стойности във формула (21), получаваме
Пример 8. Сместа се състои от 1500 kg бензен и 2500 kgn-октан. Определете средното молекулно тегло на сместа.
Решение.Използвайте формула (22)
Обемният моларен състав се преобразува в маса, както следва. Този обемен (моларен) състав като процент се приема за 100 мола. Тогава концентрацията на всеки компонент като процент ще изрази броя на неговите молове. След това броят молове на всеки компонент се умножава по неговото молекулно тегло, за да се получи масата на всеки компонент в сместа. Като се раздели масата на всеки компонент на общата маса, се получава неговата масова концентрация.
Масовият състав се превръща в обемен (моларен), както следва. Приема се, че сместа се приема 100 (g, kg, t) (ако масовият състав е изразен като процент), масата на всеки компонент се разделя на неговото молекулно тегло. Вземете броя на бенките. Чрез разделяне на броя молове на всеки компонент на общия им брой се получават обемните (моларни) концентрации на всеки.компонент.
Средната плътност на газа се определя по формулата:
kg/m 3 ; g/cm3
или въз основа на обемния състав:
,
или въз основа на масовия състав на сместа:
.
Относителната плътност се определя по формулата:
Пример 9.Преобразувайте масовия състав на газ в обемен състав и определете неговото молекулно тегло, неговата плътност и относителна плътност.