Объемная доля – отношение объема данного компонента к общему объему системы:
где ?(х) (? – читаем «фи») – объемная доля компонента Х; V(Х) – объем компонента Х; V – объем системы.
Объемная доля – безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или в процентах.
Если известны молярные массы газов и их объемные доли в смеси, то молярную массу газовой смеси можно определить по формуле
Пример 2.11. Рассчитайте объемные доли газов в смеси (н.у.), полученной из 15,6 л азота, 4,2 л кислорода и 0,2 л аргона.
Дано:
Решение:
V(N2) =15,6л
V(O2) =4,2л
V(Ar) =0,2л
Определяем объем газовой смеси, который равен сумме объемов азота, кислорода и аргона:
Vсмеси = V(N2) + V(O2) + V(Ar) = 15,6 + 4,2 + 0,2 = 20 л.
?(N2) – ? ?(О2) – ?
?(Ar) – ?
Используя уравнение ?(Х)=V(X)/V(смеси), определяем объемные доли газов:
Ответ: , , .
Пример 2.12. Состав воздуха: 21% кислорода О2, 78% азота N2 и 1% аргона Ar по объему. Рассчитайте молярную массу воздуха.
j(О2)=21% (или 0,21)
j(N2)=78% (или 0,78)
j(Ar)=1% (или 0,01)
М(О2) = 32 г/моль
М(N2) = 28 г/моль
М(Ar) = 40 г/моль
М(воздуха) = ?(О2)·М(О2) + ?(N2)·М(N2) + ?(Ar)·М(Ar),
М(воздуха) = 0,21·32 + 0,78·28 + 0,01·40 = 28,96 ? 28 г/моль.
М(воздуха) – ?
Ответ: М(воздуха) = 29 г/моль.
Обратите внимание!
1) используя что определяем что
Используя уравнение, определяем объемные доли газов.
Контрольные вопросы
Что такое объемная доля?
Чему равна молярная масса газовой смеси?
Задания для самостоятельной работы
Рассчитайте объемные доли газов в смеси, полученной из 6,72 л СН4 и 2,24 л С2Н6.
Каковы объемные доли газов и смеси, состоящей из 5,6 г N2 и 1,6 г Н2?
Рассчитайте молярную массу газовой смеси, содержащей 60 об.% SO2 и 40 об.% СО2.
Найдите объемный состав смеси СО и Н2, плотность которой по водороду равна: а) 20,4; б) 19,6; в)18,8.
Рассчитайте массу 1 л газовой смеси, имеющей объемный состав: 50% Н2, 40% СО, 5% СО2 и 5% N2.
Какой объем при н.у. займет газовая смесь, содержащая 8,5 г NH3 и 1 г Н2? Рассчитайте объемные и массовые доли газов в этой смеси.
, 
, 
.