Herhangi bir madde belirli bir yapıya sahip parçacıklardan (moleküller veya atomlar) oluşur. Molar kütle basit bağlantı D.I. elementlerin periyodik tablosuna göre hesaplanır. Mendeleev. Karmaşık bir madde için bu parametreyi bulmanız gerekiyorsa, hesaplama uzun olur ve bu durumda Bu rakam bir referans kitabında veya kimyasal katalogda, özellikle de Sigma-Aldrich'te aranmaktadır.

Molar kütle kavramı

Molar kütle (M), bir maddenin bir molünün ağırlığıdır. Her atom için bu parametre, elementlerin periyodik tablosunda doğrudan adının altında bulunur. Bileşiklerin kütlesi hesaplanırken, rakam genellikle en yakın tama veya onda birine yuvarlanır. Bu anlamın nereden geldiğini tam olarak anlamak için “köstebek” kavramını anlamak gerekir. Bu, 12 g kararlı karbon izotopuna (12 C) eşit olan ikincisinin parçacık sayısını içeren bir maddenin miktarıdır. Maddelerin atomları ve molekülleri geniş bir aralıkta boyut olarak değişir, mol içindeki sayıları sabittir, ancak kütle ve buna bağlı olarak hacim artar.

“Molar kütle” kavramı Avogadro sayısıyla (6,02 x 10 23 mol -1) yakından ilişkilidir. Bu rakam, bir maddenin 1 mol içindeki sabit sayıda birimini (atom, molekül) belirtir.

Molar Kütlenin Kimya Açısından Önemi

Kimyasal maddeler birbirleriyle çeşitli reaksiyonlara girerler. Tipik olarak herhangi bir kimyasal etkileşimin denklemi, kaç tane molekül veya atomun dahil olduğunu belirtir. Bu tür tanımlamalara stokiyometrik katsayılar denir. Genellikle formülden önce belirtilirler. Bu yüzden niceliksel özellik Reaksiyonlar madde miktarına ve molar kütleye bağlıdır. Atomların ve moleküllerin birbirleriyle etkileşimini açıkça yansıtırlar.

Molar kütlenin hesaplanması

Bilinen bir yapıya sahip herhangi bir maddenin veya bileşen karışımının atomik bileşimi, elementlerin periyodik tablosu kullanılarak görüntülenebilir. İnorganik bileşikler, kural olarak, brüt bir formülle, yani yapı belirtilmeden, yalnızca moleküldeki atomların sayısıyla yazılır. Molar kütlenin hesaplanmasında organik maddeler de aynı şekilde belirlenir. Örneğin benzen (C6H6).

Molar kütle nasıl hesaplanır? Formül, moleküldeki atomların türünü ve sayısını içerir. Tabloya göre D.I. Mendeleev kontrol edildi molar kütleler elementler ve her rakam formüldeki atom sayısıyla çarpılır.

Molekül ağırlığına ve atom tipine göre moleküldeki sayısını hesaplayabilir ve bileşik için bir formül oluşturabilirsiniz.

Elementlerin molar kütlesi

Çoğunlukla reaksiyonları gerçekleştirmek, analitik kimyada hesaplamalar yapmak ve denklemlerdeki katsayıları düzenlemek için elementlerin moleküler kütlesinin bilinmesi gerekir. Molekül bir atom içeriyorsa bu değer maddeninkine eşit olacaktır. İki veya daha fazla element mevcutsa molar kütle sayılarıyla çarpılır.

Konsantrasyon hesaplanırken molar kütlenin değeri

Bu parametre, maddelerin konsantrasyonlarını ifade etmeye yönelik hemen hemen tüm yöntemleri yeniden hesaplamak için kullanılır. Örneğin, bir çözeltideki maddenin miktarına bağlı olarak kütle fraksiyonunun belirlenmesinde sıklıkla durumlar ortaya çıkar. Son parametre mol/litre ölçü birimiyle ifade edilir. Belirlemek için gerekli ağırlık madde miktarı molar kütle ile çarpılır. Ortaya çıkan değer 10 kat azalır.

Molar kütle bir maddenin normalliğini hesaplamak için kullanılır. Bu parametre analitik kimyada, bir reaksiyonun doğru bir şekilde gerçekleştirilmesi gerektiğinde titrasyon ve gravimetrik analiz yöntemlerini gerçekleştirmek için kullanılır.

Molar kütle ölçümü

İlk tarihsel deney, gazların hidrojene göre yoğunluğunu ölçmekti. Koligatif özelliklerle ilgili daha ileri çalışmalar yapıldı. Bunlar arasında örneğin bir çözelti ile saf bir çözücü arasındaki kaynama veya donma farkının belirlenmesini sağlayan ozmotik basınç yer alır. Bu parametreler sistemdeki madde parçacıklarının sayısıyla doğrudan ilişkilidir.

Bazen molar kütle ölçümü, bileşimi bilinmeyen bir madde üzerinde gerçekleştirilir. Daha önce izotermal damıtma gibi bir yöntem kullanılıyordu. Özü, bir maddenin çözeltisini solvent buharıyla doyurulmuş bir odaya yerleştirmektir. Bu koşullar altında buhar yoğuşması meydana gelir ve karışımın sıcaklığı yükselir, dengeye ulaşır ve düşmeye başlar. Açığa çıkan buharlaşma ısısı, çözeltinin ısıtma ve soğutma hızlarındaki değişiklikle hesaplanır.

Ana modern yöntem Molar kütlenin ölçümü kütle spektrometrisidir. Bu, madde karışımlarını tanımlamanın ana yoludur. Kullanarak modern cihazlar Bu işlem otomatik olarak gerçekleşir, yalnızca başlangıçta numunedeki bileşiklerin ayrılması için koşulları seçmeniz gerekir. Kütle spektrometresi yöntemi bir maddenin iyonlaşmasına dayanır. Sonuç olarak bileşiğin çeşitli yüklü parçaları oluşur. Kütle spektrumu, kütlenin iyonların yüküne oranını gösterir.

Gazlar için molar kütlenin belirlenmesi

Herhangi bir gaz veya buharın molar kütlesi basitçe ölçülür. Kontrolü kullanmak yeterlidir. Gaz halindeki bir maddenin aynı hacmi, aynı sıcaklıktaki bir başka maddenin miktarına eşittir. Bilinen bir şekilde Buhar hacminin ölçülmesi, yer değiştiren hava miktarının belirlenmesidir. Bu işlem, ölçüm cihazına giden bir yan dal kullanılarak gerçekleştirilir.

Molar kütlenin pratik kullanımları

Bu nedenle molar kütle kavramı kimyanın her yerinde kullanılır. Süreci tanımlamak, polimer kompleksleri oluşturmak ve diğer reaksiyonlar için bu parametrenin hesaplanması gerekir. Önemli bir nokta farmasötik maddedeki aktif maddenin konsantrasyonunu belirlemektir. Örneğin yeni bir bileşiğin fizyolojik özellikleri hücre kültürü kullanılarak incelenir. Ayrıca biyokimyasal çalışmalar yapılırken molar kütle önemlidir. Örneğin, bir elementin metabolik süreçlere katılımını incelerken. Artık pek çok enzimin yapısı bilindiğinden, esas olarak kilodalton (kDa) cinsinden ölçülen moleküler ağırlıklarını hesaplamak mümkündür. Günümüzde başta hemoglobin olmak üzere insan kanının hemen hemen tüm bileşenlerinin moleküler ağırlıkları bilinmektedir. Bir maddenin moleküler ve molar kütlesi bazı durumlarda eş anlamlıdır. Farklılıkları, son parametrenin atomun tüm izotoplarının ortalaması olması gerçeğinde yatmaktadır.

Herhangi bir mikrobiyolojik deney kesin tanım Bir maddenin enzim sistemi üzerindeki etkisi molar konsantrasyonlar kullanılarak gerçekleştirilir. Örneğin biyokatalizde ve enzimatik aktivite çalışmasının gerekli olduğu diğer alanlarda indükleyiciler ve inhibitörler gibi kavramlar kullanılır. Enzim aktivitesini biyokimyasal düzeyde düzenlemek için molar kütleler kullanılarak çalışma yapılması gerekir. Bu parametre fizik, kimya, biyokimya ve biyoteknoloji gibi doğa ve mühendislik bilimleri alanlarında sağlam bir şekilde yerleşmiştir. Bu şekilde karakterize edilen süreçler, mekanizmalar ve bunların parametrelerinin belirlenmesi açısından daha anlaşılır hale gelir. Temelden uygulamalı bilime geçiş, fizyolojik çözeltilerden, tampon sistemlerinden başlayarak ve vücut için farmasötik maddelerin dozajlarının belirlenmesiyle biten bir molar kütle göstergesi olmadan tamamlanmaz.

Var çeşitli yollarçözeltilerin konsantrasyonu için ifadeler.

Kütle fraksiyonu w Bir çözeltinin bileşeni, belirli bir çözelti kütlesinde bulunan belirli bir X bileşeninin kütlesinin tüm çözeltinin kütlesine oranı olarak tanımlanır. M . Kütle kesri boyutsuz bir miktardır, bir birimin kesirleri olarak ifade edilir:

(0 1). (3.1)

Kütle yüzdesi

kütle fraksiyonunun 100 ile çarpılmasını temsil eder:

(0% 100%), (3.2)

Nerede w(X ) – çözelti bileşeninin kütle oranı X; m(X ) çözüm bileşeninin kütlesidir X; M – çözümün toplam kütlesi.

Mol fraksiyonu N Bir çözeltinin bileşeni, belirli bir X bileşeninin madde miktarının çözeltideki tüm bileşenlerin toplam madde miktarına oranına eşittir.

Bir çözünen madde ve bir çözücüden (örneğin, H 2 O) oluşan ikili bir çözelti için çözünen maddenin mol kesri şöyledir:

. (3.3)

Mol yüzdesi

mol fraksiyonunun 100 ile çarpılmasını temsil eder:

N(X), % = (N(X)·100)%. (3.4)

Hacim fraksiyonu

J Bir çözeltinin bileşeni, belirli bir X bileşeninin hacminin çözeltinin toplam hacmine oranı olarak tanımlanır. V . Hacim kesri boyutsuz bir miktardır ve bir birimin kesirleri olarak ifade edilir:

(0 1). (3.5)

Hacim yüzdesi

hacim kesrinin 100 ile çarpımını temsil eder.

Molarite cm, çözünmüş madde X miktarının çözelti V hacmine oranı olarak tanımlanır:

. (3.6)

Molaritenin temel birimi mol/L'dir. Molar konsantrasyonun kaydedilmesine bir örnek: s m (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol/l veya 0,8M.

Normallik cn, çözünmüş bir X maddesinin eşdeğer sayısının V çözeltisinin hacmine oranı olarak tanımlanır:

Normalliğin temel birimi mol-eq/l'dir. Normal bir konsantrasyonun kaydedilmesine bir örnek: s n (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol-eşdeğer/l veya 0,8n.

Titre T, 1 ml veya 1 cm3 çözelti içinde kaç gram çözünmüş madde X bulunduğunu gösterir:

burada m(X), çözünmüş X maddesinin kütlesidir, V, çözeltinin ml cinsinden hacmidir.

Bir m çözeltisinin molalitesi, 1 kg çözücü içinde çözünmüş X maddesinin miktarını gösterir:

burada n(X), çözünmüş X maddesinin mol sayısıdır, mо ise çözücünün kg cinsinden kütlesidir.

Mol (kütle ve hacim) oranı, bir çözeltideki bileşenlerin miktarlarının (sırasıyla kütle ve hacim) oranıdır.

Normallik cn'nin her zaman molarite cm'den büyük veya ona eşit olduğu akılda tutulmalıdır. Aralarındaki ilişki şu ifadeyle tanımlanır:

sm = sn ×f(X). (3.10)

Molariteyi normalliğe ve tam tersini dönüştürme becerisi kazanmak için tabloyu inceleyin. 3.1. Bu tablo, n ile normalliğe dönüştürülmesi gereken m ile molarite değerlerini ve m ile molariteye dönüştürülmesi gereken n ile normallik değerlerini gösterir.

Yeniden hesaplamayı denklem (3.10)'a göre yapıyoruz. Bu durumda çözümün normalliğini aşağıdaki denklemi kullanarak buluruz:

cn = cm /f(X). (3.11)

Hesaplama sonuçları tabloda verilmiştir. 3.2.

Tablo 3.1

Çözeltilerin molaritesini ve normalliğini belirlemek

Kimyasal dönüşüm türü
Değişim reaksiyonları			6N FeCl3
	1,5M Fe2 (SO4)3		0,1n Ba(OH)2
	asidik bir ortamda		tarafsız bir ortamda

Tablo 3.2

Molarite değerleri ve çözümlerin normalliği

Kimyasal dönüşüm türü
Değişim reaksiyonları		0,4n
	1,5M Fe2 (SO4)3		0,1n Ba(OH)2
Oksidasyon-redüksiyon reaksiyonları	Asidik ortamda 0,05M KMnO4		tarafsız bir ortamda

V hacimleri ile reaksiyona giren maddelerin cn normallikleri arasında bir ilişki vardır:

V 1 s n,1 =V 2 s n,2, (3.12)

pratik hesaplamalar için kullanılır.

Problem çözme örnekleri

Bu çözeltinin yoğunluğu 1,303 g/cm ise, ağırlıkça %40'lık bir sülfürik asit çözeltisinin molaritesini, normalliğini, molalitesini, titresini, mol fraksiyonunu ve mol oranını hesaplayın. 3 . Ağırlıkça %70 sülfürik asit çözeltisinin hacmini belirleyin (r = 1,611 g/cm3 ), bu asidin 2 litre 0,1 N çözeltisini hazırlamak için gerekli olacaktır.

2 litre 0,1 N sülfürik asit çözeltisi 0,2 mol eşdeğeri içerir; 0,1 mol veya 9,8 g %70 asit çözeltisinin kütlesi m = 9,8/0,7 = 14 g Asit çözeltisinin hacmi V = 14/1,611 = 8,69 ml.

100 L amonyak (n.a.) 5 litre suda çözüldü. NH3'ün kütle fraksiyonunu ve molar konsantrasyonunu hesaplayın elde edilen çözeltinin yoğunluğu 0,992 g/cm ise 3 .

100 litre amonyak kütlesi (n.s.) m = 17 100/22,4 = 75,9 g.

Çözeltinin kütlesi m = 5000 + 75,9 = 5075,9 g.

NH3'ün kütle oranı 75,9/5075,9 = 0,0149 veya %1,49'a eşittir.

NH3 maddesi miktarı 100/22,4 = 4,46 mol'e eşittir.

Çözelti hacmi V = 5,0759/0,992 = 5,12 l.

m = 4,46/5,1168 = 0,872 mol/l ile çözeltinin molaritesi.

10 ml 0,3 M baryum hidroksit çözeltisini nötralize etmek için kaç ml 0,1 M ortofosforik asit çözeltisi gerekecektir?

150 ml ağırlıkça %6,2'lik sodyum klorür çözeltisi hazırlamak için kaç ml ağırlıkça %2 ve %14'lük NaCl çözeltisi gereklidir?




3.2.NaCl çözeltilerinin yoğunlukları




3.4.Sulu bir çözelti içinde sodyum ortofosfat ile reaksiyona giren 0,2 N magnezyum sülfat çözeltisinin molaritesini belirleyin. 0,1 N'lik bir çözeltinin molaritesini belirleyin KMnO4

Asidik bir ortamda indirgeyici bir madde ile etkileşime girer.

Kütle yüzdesi, bir kimyasal bileşikteki elementlerin yüzdesini belirtir. Kütle yüzdesini bulmak için, bileşikte yer alan elementlerin molar kütlesini (mol başına gram cinsinden) veya belirli bir çözeltiyi elde etmek için gereken her bileşenin gram sayısını bilmeniz gerekir. Kütle yüzdesi oldukça basit bir şekilde hesaplanır: elementin (veya bileşenin) kütlesini tüm bileşiğin (veya çözeltinin) kütlesine bölmeniz yeterlidir.

Adımlar

Verilen kütlelere göre kütle yüzdesinin belirlenmesi Kütle yüzdesini belirlemek için bir denklem seçin. kimyasal bileşik Kütle yüzdesi aşağıdaki formül kullanılarak bulunur: kütle yüzdesi

• = (bileşen kütlesi/toplam derz kütlesi) x 100. Yüzdeyi elde etmek için bölme sonucu 100 ile çarpılır..
• kütle yüzdesi = (bileşen kütlesi/toplam bileşik kütlesi) x 100
• İlgilendiğiniz bileşenin kütlesi problem bildiriminde bulunmalıdır. Kütle belirtilmemişse, kütle bilinmediğinde kütle yüzdesinin nasıl belirleneceğini açıklayan bir sonraki bölüme geçin.

1. Bir kimyasal bileşiğin toplam kütlesi, bu bileşiğin (veya çözeltinin) parçası olan tüm elementlerin (bileşenlerin) kütlelerinin toplanmasıyla bulunur. Bir bileşiği oluşturan tüm bileşenlerin kütlelerini biliyorsanız, bunları toplayın; bu şekilde ortaya çıkan bileşiğin veya çözeltinin toplam kütlesini bulacaksınız. Bu kütleyi kütle yüzdesi denkleminde payda olarak kullanırsınız.

   • Örnek 1: 100 gram suda çözünmüş 5 gram sodyum hidroksitin kütle yüzdesi nedir?
     • Çözeltinin toplam kütlesi, sodyum hidroksit ve su miktarının toplamına eşittir: 100 g + 5 g, 105 g verir.
   • Örnek 2: 175 gram %15'lik çözelti elde etmek için ne kadar sodyum klorür ve suya ihtiyaç vardır?
     • Bu örnekte toplam kütle ve gerekli yüzde ve çözeltiye eklenmesi gereken madde miktarını bulmanız gerekir. Toplam ağırlık 175 gramdır.

2. Verilen bileşenin kütlesini belirleyin."Kütle yüzdesini" hesaplamanız istenirse, bir maddenin toplam kütlesinin yüzde kaçının belirli bir bileşenin kütlesi olduğunu bulmanız gerekir. Verilen bileşenin kütlesini kaydedin. Bu, kütle yüzdesi formülündeki pay olacaktır.

   • Örnek 1: Belirli bir bileşenin (sodyum hidroklorür) kütlesi 5 gramdır.
   • Örnek 2: Bu örnekte verilen bir bileşenin kütlesi bilinmiyor ve bulunması gerekiyor.

3. Değerleri kütle yüzdesi için denklemde değiştirin. Gerekli tüm değerleri belirledikten sonra bunları formülde değiştirin.

   • Örnek 1: Kütle yüzdesi = (bileşen kütlesi/toplam bileşik kütlesi) x 100 = (5 g/105 g) x 100.
   • Örnek 2: Bir kimyasal bileşenin bilinmeyen kütlesini bulabilmeniz için kütle yüzdesi formülünü yeniden düzenlemeniz gerekir: bileşenin kütlesi = (kütle yüzdesi*bileşiğin toplam kütlesi)/100 = (15*175)/100.

4. Kütle yüzdesini hesaplayın. Kütle yüzdesi formülündeki tüm değerleri değiştirdikten sonra gerekli hesaplamaları yapın. Bir bileşenin kütlesini kimyasal bileşiğin veya çözeltinin toplam kütlesine bölün ve 100 ile çarpın. Sonuç, o bileşenin kütle yüzdesidir.

   • Örnek 1: (5/105) x 100 = 0,04761 x 100 = %4,761. Böylece 100 gram suda çözünen 5 gram sodyum hidroklorürün kütle yüzdesi %4,761 olur.
   • Örnek 2: bileşenin kütle yüzdesi için yeniden yazılan ifade (kütle yüzdesi * maddenin toplam kütlesi)/100 biçimindedir ve buradan şunları buluruz: (15*175)/100 = (2625)/100 = 26,25 gram sodyum klorür.
     • Gerekli su miktarını, bileşenin kütlesini çözeltinin toplam kütlesinden çıkararak buluruz: 175 – 26,25 = 148,75 gram su.

   Kütleler belirtilmediğinde kütle yüzdesinin belirlenmesi

   1. Kimyasal bileşiğin kütle yüzdesi için formülü seçin. Kütle yüzdesini bulmak için temel denklem şu şekildedir: kütle yüzdesi = (elementin molar kütlesi/bileşiğin toplam moleküler kütlesi) x 100. Bir maddenin molar kütlesi, belirli bir maddenin bir molünün kütlesidir, moleküler kütle ise toplam kimyasal bağlantıların bir molünün kütlesi. Yüzdeleri elde etmek için bölme sonucu 100 ile çarpılır.

      • Sorunu çözmenin başında eşitliği yazın: kütle yüzdesi = (elementin molar kütlesi/bileşiğin toplam moleküler kütlesi) x 100.
      • Her iki miktar da mol başına gram (g/mol) cinsinden ölçülür.
      • Size kütle verilmemişse, belirli bir maddedeki bir elementin kütle yüzdesi molar kütle kullanılarak bulunabilir.
      • Örnek 1: Bir su molekülündeki hidrojenin kütle yüzdesini bulun.
      • Örnek 2: Bir glikoz molekülündeki karbonun kütle yüzdesini bulun.

   2. Kimyasal formülü yazın.Örnekte verilen maddelerin kimyasal formülleri bulunmuyorsa bunları kendiniz yazmalısınız. Görev, kimyasal maddelerin gerekli formüllerini içeriyorsa, bu adımı atlayıp doğrudan bir sonraki adıma geçebilirsiniz (her elementin kütlesini bulun).

      • Örnek 1: Suyun kimyasal formülünü (H 2 O) yazın.
      • Örnek 2: Glikozun kimyasal formülünü (C 6 H 12 O 6) yazın.

   3. Bileşikteki her bir elementin kütlesini bulun. Her bir elementin molar ağırlığını belirleyin kimyasal formül periyodik tabloya göre. Tipik olarak bir elementin kütlesi, kimyasal sembolü altında gösterilir. Söz konusu bileşiğe dahil olan tüm elementlerin molar kütlelerini yazın.

   4. Her elementin molar kütlesini mol kesri ile çarpın. Belirli bir elementin her bir elementten kaç mol içerdiğini belirleyin kimyasal madde yani elementlerin mol kesirleri. Mol kesirleri formüldeki element sembollerinin alt kısmındaki sayılarla verilir. Her elementin molar kütlesini mol kesri ile çarpın.

      • Örnek 1: Hidrojen sembolünün altında 2, oksijen sembolünün altında 1 vardır (sayı yokluğuna eşdeğerdir). Dolayısıyla hidrojenin molar kütlesi 2 ile çarpılmalıdır: 1,00794 X 2 = 2,01588; Oksijenin molar kütlesini aynı bırakıyoruz, yani 15,9994 (yani 1 ile çarpıyoruz).
      • Örnek 2: Karbonun sembolü 6, hidrojenin sembolü 12 ve oksijenin sembolü 6'dır. Elementlerin molar kütlelerini bu sayılarla çarptığımızda şunu buluruz:
        • karbon: (12.0107*6) = 72.0642
        • hidrojen: (1,00794*12) = 12,09528
        • oksijen: (15,9994*6) = 95,9964

İki veya daha fazla bileşenden oluşan bir karışım, bu bileşenlerin özellikleri ve içeriği ile karakterize edilir. Bir karışımın bileşimi, tek tek bileşenlerin kütlesi, hacmi, miktarı (mol sayısı veya kilogram-mol) ve bunların konsantrasyon değerleri ile belirlenebilir. Bir karışımdaki bir bileşenin konsantrasyonu ağırlık, mol ve hacim kesirleri veya yüzdelerinin yanı sıra diğer birimlerle de ifade edilebilir.

Kütle fraksiyonu Herhangi bir bileşenin w i'si, bu bileşenin m i kütlesinin tüm karışımın m cm kütlesine oranıyla belirlenir:

Karışımın toplam kütlesinin ayrı ayrı bileşenlerin kütlelerinin toplamına eşit olduğu göz önüne alındığında;

şunu yazabilirsiniz:

veya kısaltılmış olarak:

Örnek 4. Karışım iki bileşenden oluşur: m 1 = 500 kg, m 2 = 1500 kg. Karışımdaki her bir bileşenin kütle oranını belirleyin.

Çözüm.İlk bileşenin kütle oranı:

m cm = m 1 + m 2 = 500 + 1500 = 2000 kg

İkinci bileşenin kütle oranı:

İkinci bileşenin kütle oranı da eşitlik kullanılarak belirlenebilir:

w 2 = 1 – w 1 = 1 – 0,25 = 0,75

Hacim fraksiyonu Bir karışımdaki n i bileşeni, bu bileşenin V i hacminin tüm V karışımının hacmine oranına eşittir:

Bunu göz önünde bulundurarak:

şunu yazabilirsiniz:

Örnek 5. Gaz iki bileşenden oluşur: V1 = 15,2 m3 metan ve V2 = 9,8 m3 etan. Karışımın hacimsel bileşimini hesaplayınız.

Çözüm. Karışımın toplam hacmi:

V = V 1 + V 2 = 15,2 + 9,8 = 25 m3

Karışımdaki hacim oranı:

metan

etan v 2 = 1 – v 1 = 1 – 0,60 = 0,40

Mol fraksiyonu Bir karışımın herhangi bir bileşeninin ni'si, bu bileşenin kilomol Ni sayısının karışımın toplam kilomol N sayısına oranı olarak tanımlanır:

Bunu göz önünde bulundurarak:

şunu elde ederiz:

Mol fraksiyonlarının kütle fraksiyonlarına dönüştürülmesi aşağıdaki formül kullanılarak gerçekleştirilebilir:

Örnek 6. Karışım 500 kg benzen ve 250 kg toluenden oluşmaktadır. Karışımın molar bileşimini belirleyin.

Çözüm. Benzenin (C6H6) moleküler ağırlığı 78, tolüenin (C7H8) 92'dir. Kilogram-mol sayısı şuna eşittir:

benzen

tolüen

toplam sayı kilogram-mol:

N = N 1 + N 2 = 6,41 + 2,72 = 9,13

Benzenin mol fraksiyonu:

Toluen için mol kesri eşitlikten bulunabilir:

buradan: n 2 = 1 – n 1 = 1 – 0,70 = 0,30

Bir karışımın ortalama molekül ağırlığı, karışımın her bir bileşeninin mol kesri ve molekül ağırlığı bilinerek belirlenebilir:

(21)

nerede Ben- karışımdaki bileşenlerin içeriği, mol. hisseler; ben- karışım bileşeninin moleküler ağırlığı.

Birkaç yağ fraksiyonundan oluşan bir karışımın moleküler ağırlığı aşağıdaki formülle belirlenebilir:

(22)

Nerede m 1, m 2,…, m n- karışım bileşenlerinin kütlesi, kg; M 1, M 2, ....,.M p- karışım bileşenlerinin moleküler ağırlığı; -% ağırlık. bileşen.

Bir petrol ürününün moleküler ağırlığı Craig'in formülü kullanılarak da belirlenebilir.

(24)

Örnek 7. Benzenin mol fraksiyonu 0,51, izooktan 0,49 ise, benzen ve izooktan karışımının ortalama moleküler ağırlığını belirleyin.

Çözüm. Benzenin moleküler ağırlığı 78, izooktan 114'tür. Bu değerleri formül (21)'de değiştirerek şunu elde ederiz:

Ortalama ortalama= 0,51 × 78 + 0,48 × 114 = 95,7

Örnek 8. Karışım 1500 kg benzen ve 2500 kg’dan oluşmaktadır. N-oktan Karışımın ortalama moleküler ağırlığını belirleyin.

Çözüm. Formül (22) kullanıyoruz

Hacimsel molar bileşim aşağıdaki gibi kütle bileşimine dönüştürülür. Yüzde olarak bu hacimsel (molar) bileşim 100 mol olarak alınır. Daha sonra her bir bileşenin konsantrasyonu yüzde olarak mol sayısını ifade edecektir. Daha sonra her bir bileşenin mol sayısı, karışımdaki her bir bileşenin kütlesini elde etmek için moleküler ağırlığı ile çarpılır. Her bileşenin kütlesinin toplam kütleye bölünmesiyle kütle konsantrasyonu elde edilir.

Kütle bileşimi hacimsel (molar) bileşime aşağıdaki gibi dönüştürülür. Karışımın 100 (g, kg, t) alındığı varsayılmaktadır (eğer kütle bileşimi Yüzde olarak ifade edilir), her bir bileşenin kütlesi moleküler kütlesine bölünür. Mol sayısını alın. Her bileşenin mol sayısının toplam sayısına bölünmesiyle her bileşenin hacimsel (molar) konsantrasyonları elde edilir.

Ortalama yoğunluk gaz aşağıdaki formülle belirlenir:

Kg/m3; gr/cm3

veya hacimsel bileşime dayalı olarak:

,

veya karışımın kütle bileşimine bağlı olarak:

.

Bağıl yoğunluk aşağıdaki formülle belirlenir:

Hesaplamayı basitleştirmek için karışımın kütlesini 100 g olarak alalım, o zaman her bileşenin kütlesi sayısal olarak yüzde bileşimle örtüşecektir. Her bileşenin mol sayısını n i bulalım. Bunu yapmak için, her bir m i bileşeninin kütlesini molar kütleye bölün:

Karışımın hacimsel bileşimini bir birimin kesirleri cinsinden bulun

w ben (CH4) = 2,50: 3,74 = 0,669; w(C2H6) = 0,33: 3,74 = 0,088;

W(C5H8) = 0,34: 3,74 = 0,091; w(C4H10) = 0,43: 3,74 = 0,115;

W(C5H12) = 0,14: 3,74 = 0,037.

Karışımın hacimsel bileşimini, birin kesirlerindeki verileri %100 ile çarparak yüzde olarak buluyoruz. Elde edilen tüm verileri bir tabloya giriyoruz.

Karışımın ortalama kütlesini hesaplayınız.

M av = 100: 3,74 = 26,8 g/mol

Karışımın yoğunluğunu bulma

Göreceli yoğunluğu bulun:

W(CH4) = 480: 4120 = 0,117; w(C2H6) = 450: 4120 = 0,109;

W(C3H8) = 880: 4120 = 0,214; w(C4H10) = 870: 4120 = 0,211;

W(C5H12) = 1440: 4120 = 0,349.

M av = 4120: 100 = 41,2 g/mol.

g/l

Sorun 15. Karışım beş bileşenden oluşur. Karışımdaki her bir bileşenin kütlesini, hacmini ve mol fraksiyonunu, karışımın ortalama moleküler ağırlığını belirleyin.