Relação de massa

A relação de massa ( símbolo : ζ ) de acordo com DIN 1310 , uma quantidade físico-química para descrição quantitativa da composição de misturas / fase mista , um chamado tamanho de conteúdo . Ele fornece a razão entre as massas de dois componentes considerados da mistura.

Definição e características

A razão de massa ζ ij é definida como o valor do quociente da massa m i de um componente considerado da mistura i e a massa m j do outro componente considerado da mistura j :

Para evitar ambigüidade ao especificar razões de massa, o componente do numerador e o componente do denominador devem sempre ser especificados, por exemplo, B. pela notação de índice especificada. A troca dos componentes do numerador e do denominador leva ao valor recíproco . Em misturas de multicomponentes, um número correspondente de razões de massa pode ser formulado: com um total de componentes Z , Z 2 peças, se os respectivos valores recíprocos e razões de massa triviais contam também ( variação com repetição ), caso contrário, peças ( combinação sem repetição ).

No caso de soluções, que são um caso comum de misturas químicas, o componente i pode ser, por exemplo, uma substância dissolvida ej o solvente ou outra substância dissolvida.

Como o quociente de duas dimensões de dimensões iguais, a razão de massa é um valor do número da dimensão e pode assumir valores numéricos ≥ 0. Pode ser especificado como um número decimal puro sem unidade de medida , alternativamente também com a adição de uma fração das mesmas unidades ( kg / kg ou g / g), se necessário com prefixos decimais diferentes (por exemplo, g / kg), ou com unidades auxiliares como porcentagem (% = 1/100), por mil (‰ = 1 / 1.000) ou partes por milhão (1 ppm = 1 / 1.000.000). Nesse caso, no entanto, a especificação desatualizada e não mais padrão "porcentagem de massa" (ou "porcentagem de peso") deve ser evitada. Se o  componente da mistura i não estiver presente (ou seja, se m i = 0), o valor mínimo é ζ ij  = 0. Se o componente da mistura j não estiver presente ( m j  = 0, por exemplo, se não houver mistura, mas um puro substância i ), a razão de massa ζ ij não é definida .

O valor da razão de massa para uma mistura de substâncias de uma determinada composição é - em contraste com as variáveis ​​de conteúdo relacionadas ao volume ( concentrações , fração de volume , razão de volume ) - independente da temperatura e pressão , uma vez que as massas dos componentes da mistura, em Em contraste com os volumes, não mude com a mudança de temperatura ou pressão, desde que nenhuma conversão de material ocorra.

Relações com outros níveis salariais

A tabela a seguir mostra as relações entre a razão de massa ζ ij e as outras quantidades de conteúdo definidas em DIN 1310 na forma de equações de tamanho . M i e M j suporte para as respectivas massas molares , P i e ρ j para as respectivas densidades das substâncias puras, i e j (na mesma pressão e à mesma temperatura como na mistura de substância).

Relação entre a razão de massa ζ ij e outras quantidades de salários
Missas - ... Quantidades de substância - ... Número da partícula - ... Volume - ...
... - compartilhar Fração de massa w Quantidade de fração de substância x Fração do número de partícula X Fração de volume φ
… - concentração Concentração de massa β Concentração molar c Concentração do número de partículas C Concentração de volume σ
... - proporção Razão de massa ζ Razão molar r Razão do número de partículas R Relação de volume ψ

Quantidade quociente de substância / massa
Molalidade b
(i = soluto, j = solvente)
quantidade específica de substâncias parciais q

Somando para todos os componentes da mistura, as razões de massa ζ zi para um componente fixo da mistura i , obtém-se o recíproco da fração de massa do componente fixo da mistura i (mistura de um índice total de componentes Z , como uma corrida geral índice para a soma , integração da razão de massa trivial na soma):

Exemplos

Nitrogênio e oxigênio no ar

O ar, como mistura de gases da atmosfera terrestre, contém os dois componentes principais: nitrogênio (partículas: moléculas de N 2 ) e oxigênio (partículas: moléculas de O 2 ). Quando visto aproximadamente como uma mistura de gases ideais , as frações de volume médio geralmente tabuladas dos gases individuais no ar seco ao nível do mar (N 2 : aprox. 78,1%; O 2 : aprox. 20,9%) devem ser equiparadas às quantidades de substância ou número de partículas . Levando em consideração as massas molares, a proporção da massa de nitrogênio para oxigênio é:

Razões elemento-massa em compostos químicos

Valores de conteúdo, como a proporção de massa, também podem ser transferidos de acordo quando se trata de considerar elementos químicos como componentes de compostos químicos . A fórmula molecular de um composto químico pode ser usada para derivar as relações do número de partículas dos átomos dos elementos químicos envolvidos; as relações de massa são obtidas ligando-os às massas molares. A razão em massa de oxigênio para hidrogênio em água H 2 O ou em peróxido de hidrogênio H 2 O 2 serve como exemplo :

A lei das proporções constantes (em um determinado composto químico os elementos químicos que o constituem sempre aparecem na mesma proporção de massa) e a lei das proporções múltiplas (se dois elementos químicos formam compostos diferentes entre si, é assim que a massa individual as proporções dos dois elementos químicos permanecem) nessas conexões entre si na proporção de pequenos números inteiros).

Evidência individual

  1. a b c d Norma DIN 1310 : Composição de fases mistas (misturas de gases, soluções, cristais mistos); Termos, símbolos. Fevereiro de 1984.
  2. a b P. Kurzweil: O léxico da unidade Vieweg: termos, fórmulas e constantes de ciências naturais, tecnologia e medicina . 2ª Edição. Springer Vieweg, 2013, ISBN 978-3-322-83212-2 , p. 225, 419 , doi : 10.1007 / 978-3-322-83211-5 ( visualização limitada na pesquisa de livros do Google - reimpressão em capa mole da 2ª edição de 2000). - Parte lexical (PDF; 71,3 MB).