Средняя молярная масса по объёмным долям
Средняя молярная масса газовой смеси по объёмным долям — это молярная масса условного газа, который по массе одного моля соответствует составу данной смеси. Для идеальных газов её находят как сумму произведений объёмных долей компонентов на их молярные массы.
Перед расчётом важно понимать объёмную долю газа: её записывают десятичной дробью или в процентах. Например, 30% = 0,30. Для всех компонентов смеси сумма объёмных долей равна 1, или 100%.
Формула
Здесь \(M_{\text{ср}}\) — средняя молярная масса смеси, \(\varphi_i\) — объёмная доля компонента, а \(M_i\) — его молярная масса. Если доли заданы в процентах, сначала разделите каждую на 100. Единица измерения результата — г/моль.
Смесь содержит 25% \(\mathrm{O_2}\) и 75% \(\mathrm{N_2}\). Молярные массы равны 32 и 28 г/моль. Тогда \(M_{\text{ср}}=0{,}25\cdot32+0{,}75\cdot28=29\) г/моль. Следовательно, средняя молярная масса смеси равна 29 г/моль.
Средняя молярная масса по объёмным долям рассчитывается не через массовые доли. Для газов при одинаковых температуре и давлении объёмная доля совпадает с молярной долей, но не с массовой. Расчёт по массовым долям требует другой формулы: средняя молярная масса по массовым долям.
В смеси 20% \(\mathrm{CO_2}\) и 80% \(\mathrm{H_2}\). Какая формула верна для средней молярной массы?
Эта формула является частным случаем понятия средняя молярная масса смеси. После нахождения \(M_{\text{ср}}\) её можно использовать в задачах на объём, массу и количество вещества смеси.
Главное
- Средняя молярная масса по объёмным долям равна \(\sum\varphi_iM_i\).
- Процентные доли перед подстановкой переводят в десятичные дроби; их сумма должна быть равна 1.
- Для идеальных газов объёмные и молярные доли численно совпадают при одинаковых температуре и давлении.