Средняя молярная масса смеси
Средняя молярная масса смеси — это молярная масса условного вещества, которое имеет ту же массу, что и один моль всей смеси. Для газовой смеси её находят как среднее значение молярных масс компонентов с учётом их долей.
Формула
Если известны молярные доли компонентов \(x_i\), то используют формулу:
Здесь \(M_i\) — молярная масса \(i\)-го компонента, а \(x_i\) — его молярная доля. Для газов вместо молярной доли часто используют объёмную долю газа \(\varphi_i\): при одинаковых температуре и давлении \(x_i=\varphi_i\). Поэтому расчёт по объёмным долям выполняют так же. Подробный способ приведён на странице средняя молярная масса по объёмным долям.
Смесь состоит из 20% кислорода (\(M(\mathrm{O_2})=32\) г/моль) и 80% азота (\(M(\mathrm{N_2})=28\) г/моль) по объёму. Тогда \(M_{\text{см}}=0{,}20\cdot32+0{,}80\cdot28=28{,}8\) г/моль.
Формула \(M_{\text{см}}=\sum x_iM_i\) напрямую применяется к молярным или объёмным долям. Если даны массовые доли, используют другую зависимость: \(\frac{1}{M_{\text{см}}}=\sum\frac{w_i}{M_i}\). Она разобрана на странице средняя молярная масса по массовым долям.
Какова средняя молярная масса смеси, содержащей 50% водорода и 50% азота по объёму? \(M(\mathrm{H_2})=2\) г/моль, \(M(\mathrm{N_2})=28\) г/моль.
Главное
- Средняя молярная масса смеси — отношение массы смеси к общему количеству вещества.
- По молярным или объёмным долям: \(M_{\text{см}}=\sum x_iM_i\).
- По массовым долям применяют обратную формулу; доли компонентов должны быть указаны в долях единицы или одинаковых процентах с переводом в доли.