Розрахунок молекулярної маси суміші

Сировина, яка використовується в хімічній технології, складається як з основних компонентів, так і з домішок. Суміш – це сукупність газів або рідин, або сипких твердих речовин, що характеризується рівномірним розподілом їх за об'ємом. Для суміші речовин кількість кожної з них виражається у відсотках по відношенню до всієї суміші або в долях одиниці. Для цього використовується масова, мольна і об'ємна частки.

Масова частка компонента суміші (g_i) – це число, що показує, яку частину складає маса компонента від загальної маси суміші. Тобто це відношення маси i-го компонента (m_i) до маси всієї суміші ( ):

. (10)

Мольна частка (n_i) – це відношення кількості i-го компонента (n_i) до кількості всіх речовин суміші ( ):

. (11)

Об'ємна частка речовини (u_i) – це число, що показує, яку частину складає об'єм даного газу (або рідини) від загального об'єму суміші. Тобто це відношення об'єму i-го компонента (V_i) до об'єму всієї суміші ( ):

. (12)

Оскільки всі ідеальні гази в однакових умовах мають однаковий об'єм і однакову кількість речовини, то значення мольної і об'ємної частки співпадатимуть:

n_i=u_i. (13)

Мольні, об’ємні та масові часки можуть бути представлені у відсотках.

Для переходу від об'ємної частки до масової потрібно визначити масу через щільність:

r = m / V Þ m = r V

З іншого боку молярний об'єм – це величина, що визначається відношенням молярної маси газу до його щільності, тому щільність газоподібної речовини при н.у. визначають як:

, (14)

де М – молекулярна маса речовини;

V_m – молярний об’єм газу.

Підставимо ці дані в формулу для масової частки:

g_i = . (15)

Формула для переходу від масової частки до об'ємної (мольної) має такий вигляд:

. (16)

У хімічному виробництві газоподібні маси надходять до реакційного апарату у вигляді суміші речовин, тому для технологічних розрахунків необхідно враховувати не молярну масу окремо узятої речовини, а масу суміші в цілому з урахуванням частки вмісту кожної з речовин.

Формула для розрахунку молярної маси газоподібних (або рідких) речовин, що утворюють суміш, наступна:

, (17)

де V_i – об'єм або об'ємна частка речовини;

М_i – молярна маса відповідної речовини;

k – кількість компонентів у суміші.