Molární zlomek - Mole fraction
v chemie, molární zlomek nebo molární zlomek (Xi) je definována jako jednotka množství složky (vyjádřeno v krtci ), ni děleno celkovým množstvím všech složek ve směsi (vyjádřeno také v molech), ntot:.[1]Tento výraz je uveden níže: -
Součet všech molárních zlomků se rovná 1:
Stejný koncept vyjádřený a jmenovatel 100 je molární procento, molární procento nebo molární podíl (mol%).
Molární frakce se také nazývá zlomek množství.[1] Je totožný s zlomek čísla, který je definován jako počet molekuly složky Ni děleno celkovým počtem všech molekul Ntot. Molární zlomek je někdy označován malými písmeny řecký dopis χ (chi ) místo a římský X.[2][3] Pro směsi plynů, IUPAC doporučuje dopis y.[1]
The Národní institut pro standardy a technologie Spojených států preferuje tento termín množství látky nad molární zlomek, protože neobsahuje název souboru jednotka krtek.[4]
Zatímco molární zlomek je poměr molů k molům, molární koncentrace je podíl molů k objemu.
Molární frakce je jedním ze způsobů vyjádření složení směsi s a bezrozměrné množství; hmotnostní zlomek (hmotnostní procento, hm.%) a objemový zlomek (objemové procento, obj.%) jsou další.
Vlastnosti
Molekulární frakce se při konstrukci fázové diagramy. Má řadu výhod:
- není to závislé na teplotě (např molární koncentrace ) a nevyžaduje znalost hustoty příslušné fáze (fází)
- směs známé molové frakce lze připravit zvážením příslušných hmotností složek
- opatření je symetrický: v molárních zlomcích X = 0,1 a X = 0,9, role „rozpouštědla“ a „rozpuštěné látky“ jsou obráceny.
- Ve směsi ideální plyny, molární zlomek lze vyjádřit jako poměr částečný tlak celkem tlak směsi
- V ternární směsi lze vyjádřit molární zlomky komponenty jako funkce ostatních složek molární zlomek a binární molární poměry:
Diferenciální kvocienty lze vytvářet při konstantních poměrech, jako jsou ty výše:
nebo
Poměry X, Y, Z molárních zlomků lze zapsat pro ternární a vícesložkové systémy:
Ty lze použít k řešení PDE jako:
nebo
Tuto rovnost lze změnit, aby měl na jedné straně diferenciální kvocient molárních množství nebo zlomků.
nebo
Množství krtků lze eliminovat vytvořením poměrů:
Poměr chemických potenciálů se tak stává:
Podobně se stane poměr pro systém s více složkami
Související množství
Hmotnostní zlomek
The hmotnostní zlomek wi lze vypočítat pomocí vzorce
kde Mi je molární hmotnost složky i a M̄ je průměr molární hmotnost směsi.
Molární směšovací poměr
Míchání dvou čistých složek lze vyjádřit zavedením množství nebo molárně směšovací poměr z nich . Molární zlomky složek pak budou:
Poměr množství se rovná poměru molárních zlomků složek:
kvůli dělení čitatele a jmenovatele součtem molárních množství složek. Tato vlastnost má důsledky pro reprezentace fázové diagramy například pomocí ternární pozemky.
Míchání binárních směsí se společnou složkou za vzniku ternárních směsí
Míchání binárních směsí se společnou složkou poskytuje ternární směs s určitými směšovacími poměry mezi třemi složkami. Tyto směšovací poměry z ternární a odpovídajících molárních frakcí ternární směsi x1(123), X2(123), X3(123) lze vyjádřit jako funkci několika zapojených směšovacích poměrů, směšovacích poměrů mezi složkami binárních směsí a směšovacího poměru binárních směsí za vzniku ternárního.
Procento krtek
Vynásobením molárního podílu 100 získáte molární procento, také označované jako množství / množství v procentech (zkráceně n / n%).
Hromadná koncentrace
Převod do az hmotnostní koncentrace ρi darováno:
kde M̄ je průměrná molární hmotnost směsi.
Molární koncentrace
Převod na molární koncentrace Ci darováno:
kde M̄ je průměrná molární hmotnost roztoku, C je celková molární koncentrace a ρ je hustota řešení.
Hmotnost a molární hmotnost
Molární zlomek lze vypočítat z masy mi a molární hmotnosti Mi součástí:
Prostorová variace a gradient
V prostorově nejednotné směs, molární zlomek spád spouští fenomén difúze.
Reference
- ^ A b C IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “zlomek množství ". doi:10.1351 / goldbook.A00296
- ^ Zumdahl, Steven S. (2008). Chemie (8. vydání). Cengage Learning. p. 201. ISBN 0-547-12532-1.
- ^ Rickard, James N .; Spencer, George M .; Bodner, Lyman H. (2010). Chemie: Struktura a dynamika (5. vydání). Hoboken, N.J .: Wiley. p. 357. ISBN 978-0-470-58711-9.
- ^ Thompson, A .; Taylor, B. N. „Průvodce NIST pro používání Mezinárodního systému jednotek“. Národní institut pro standardy a technologie. Citováno 5. července 2014.