Объемная доля

Доля общего объема составной части

В химии и механике жидкости объемная доля определяется как объем компонента V _{i ,} деленный на объем всех компонентов смеси V до смешивания: ^[1] ${\displaystyle \varphi _{i}}$

${\displaystyle \varphi _{i}={\frac {V_{i}}{\sum _{j}V_{j}}}.}$

Будучи безразмерной , ее единицей является 1; она выражается числом, например, 0,18. Это та же концепция, что и объемный процент (vol%), за исключением того, что последний выражается со знаменателем 100, например, 18%.

Объемная доля совпадает с объемной концентрацией в идеальных растворах , где объемы компонентов аддитивны (объем раствора равен сумме объемов его ингредиентов).

Сумма всех объемных долей смеси равна 1:

${\displaystyle \sum _{i=1}^{N}V_{i}=V;\qquad \sum _{i=1}^{N}\varphi _{i}=1.}$

Объемная доля (процент по объему, об.%) — один из способов выражения состава смеси с помощью безразмерной величины ; массовая доля (процент по весу, мас.%) и мольная доля (процент по молям , мол.%) — другие.

Объемная концентрация и объемный процент

Объемный процент — это концентрация определенного растворенного вещества , измеренная по объему, в растворе . Знаменатель — объем самой смеси, как обычно для выражений концентрации, ^[2], а не сумма объемов всех отдельных компонентов до смешивания:

${\displaystyle {\text{volume percent}}={\frac {\text{volume of solute}}{\text{volume of solution}}}\times 100\%={\text{volume concentration}}\times 100\%.}$

Объемный процент обычно используется , когда раствор получается путем смешивания двух жидкостей или газов . Однако проценты являются аддитивными только для идеальных газов . ^[3]

Процент по объему ( об.% ) — один из способов выражения состава смеси с помощью безразмерной величины ; массовая доля (процент по весу, wt%) и мольная доля (процент по молям , mol%) — другие.

При комнатной температуре смесь воды и этанола теряет объем при любом соотношении смешивания.

В случае смеси этанола и воды, которые смешиваются во всех пропорциях, обозначение растворителя и растворенного вещества является произвольным. Объем такой смеси немного меньше суммы объемов компонентов. Таким образом, согласно приведенному выше определению, термин «40% спирта по объему» относится к смеси 40 объемных единиц этанола с достаточным количеством воды для получения конечного объема 100 единиц, а не к смеси 40 единиц этанола с 60 единицами воды. «Достаточное количество воды» на самом деле немного больше 60 объемных единиц, поскольку смесь воды и этанола теряет объем из-за межмолекулярного притяжения. ^{[ необходима цитата ]}

Отношение к массовой доле

Объемная доля связана с массовой долей ,

${\displaystyle Y_{i}\equiv {\frac {m_{i}}{\sum _{j}m_{j}}}={\frac {m_{i}}{m_{tot}}}}$

к

${\displaystyle Y_{i}={\frac {\rho _{i}\varphi _{i}}{\rho _{m}}},\rho _{i}\equiv {\frac {m_{i}}{V_{i}}},\rho _{m}\equiv \sum _{j}{\rho _{j}\varphi _{j}}}$

где — плотность компонента, — плотность смеси. ${\displaystyle \rho _{i}}$ ${\displaystyle \rho _{m}}$

Смотрите также

• Алкоголь по объему
• Алкотестер
• Алкоголь устойчив
• Кажущаяся молярная собственность
• Для неидеальных смесей см. Частичный молярный объем и Избыточное молярное количество.
• Процент
• Массовая доля (химия)

Ссылки

1. IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «volume equity». doi :10.1351/goldbook.V06643
2. IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «concentration». doi :10.1351/goldbook.C01222
3. Процент объем-объем, сайт Chembuddy