Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Способы выражения составов газообразных, жидких и твердых веществ и их смесей




Исходными реагентами, а также конечными продуктами могут быть вещества, находящиеся в твердом, жидком и газообразном состояниях. На практике используют различные способы выражения концентраций и составов, а также переход от одних единиц, характеризующих состав, к другим.

Для газообразных веществ масса их смеси определяется по формуле

(12)

где V1, V2, …, Vi - объемы газообразных компонентов, л, м3; 22,4 – объем, который занимает 1 моль (кмоль) газа при нормальных условиях (Т = 273 К, Р = 101,3 кПа), л, м3; М1, М2, …, Мi - молярные массы газообразных компонентов, г/моль, кг/кмоль.

Средняя молярная масса газовой смеси (при аддитивности ее свойств) равна

Мсмеси = (13)

Концентрацию компонентов газовых смесей выражают чаще всего в объемных долях или объемных процентах Объемная доля численно совпадает с молярной долей данного компонента.

Зависимость между давлением P, объемом V и температурой Т (К) вещества в газообразном состоянии определяется уравнением состояния газа (уравнением Менделеева – Клапейрона):

PV = nRT = RT, (14)

где n – химическое количество газа, моль, кмоль; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль · К); m – масса газа, г, кг; М – молярная масса газа, г/моль, кг/кмоль.

Если газ объемом V находится при одних условиях (Р, Т) и необходимо определить его объем V1 или его массу при других условиях (Р1, Т1), то используют следующие формулы:

1) для расчета объема

(15)

2) для расчета массы

(16)

где V – объем газа при заданных условиях, м3; Vн. у – объем газа, приведенный к нормальным условиям, м3.

Раствор– однородная система переменного состава, содержащая два и большее число компонентов. Компонент, взятый в избытке и в том же агрегатном состоянии, что и сам раствор, принято считать растворителем, а компонент, взятый в недостатке, – растворенным веществом.

В жидком состоянии реагенты и продукты чаще всего находятся в виде растворов. Для растворов необходимо знать их количественный состав, который может выражаться следующими способами:

- массовая доля растворенного вещества А (w(А));

- молярная концентрация С(А), моль/л.

- молярная концентрация эквивалента С моль-экв/л;

- молярная доля растворенного вещества N(А).

Массовая доля растворенного вещества – это величина, равная отношению массы вещества mА, кг, к массе раствора mр-ра, кг:

w(А) = (17)

где mр-ра = mА + mр-ля.

Массовую долю выражают в долях единицы или в процентах (мас. %).

Молярная концентрация равна отношению химического количества растворенного вещества n(А), моль, к объему раствора V, л:

С(А) = (18)

Химическое количество вещества выражается соотношением

n(А) = (19)

где m(А) – масса вещества А, г, кг; М(А) – молярная масса вещества А, г/моль, кг/кмоль.

Если известна масса m и плотность r раствора, то его объем V рассчитывается по формуле

V = (20)

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация) равна отношению химического количества вещества эквивалента nэкв(А), моль, к объему раствора V, л:

С = (21)

Химическое количество вещества эквивалента выражается соотношением

nэкв(А) = (22)

Молярная долярастворенного вещества - это величина, равная отношению химического количества растворенного вещества к общему числу моль всех веществ в растворе:

N(А) = (23)

Молярная доля выражается в долях единицы или в процентах (моль %).

Расчеты при разбавлении и смешении двух растворов В1 и В2 с содержанием растворенных веществ соответственно w1 и w2 удобно производить с помощью так называемого правила креста, наглядное представление о котором дает следующая схема [2]:

В1 w1 w - w2

 


w

 

В2 w2 w1 - w

В точке w пересечения прямых записывают содержание вещества в смешанном растворе w (мас. %). Содержание веществ в исходных смешиваемых растворах w1 и w2 (мас. %) указывают с левой стороны креста, причем w1 > w2. Разность w1 - w соответствует числу массовых частей раствора В2, необходимого для смешения с w - w2 частями раствора В1. При разбавлении раствора водой w2 = 0.

В химической промышленности широкое распространение получили процессы с использованием твердых веществ. Их состав чаще всего выражается:

1) в массовых долях или массовых процентах

2) в молярных долях (рассчитывается по формуле (23)).


Поделиться:

Дата добавления: 2015-01-01; просмотров: 147; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты