Concentrație masică

Concentrația masică este un mod de exprimare a compoziției unui amestec sau a unei soluții ce constă în raportul dintre masa unui component dintr-un amestec și volumul amestecului. Se notează cu ρ(i) pentru un component oarecare i. Este o mărime dependentă de temperatură datorită volumului care e dependent de temperatură.

Alte moduri de exprimare a compoziției sunt fracțiile (procentele) molare, masice și volumice, concentrația masică, molalitatea etc.

ρ i = m i V {\displaystyle \rho _{i}={\frac {m_{i}}{V}}}

Terminologie

Mai este denumită uneori titru.

Unități de măsură

Unitatea de măsură în SI e kg/m3. O unitate uzuală e g/l. O altă unitate uzuală e mg/dl pentru care e folosită pentru probe biologice notația mg% abreviere de la mg/100ml soluție.

Proprietăți

Suma concentrațiilor masice (densitatea soluției)

Suma concentrațiilor masice ale componenților soluției este egală cu densitatea soluției:

ρ = ∑ i ρ i {\displaystyle \rho =\sum _{i}\rho _{i}\,}

Dependența de temperatură

Concentrația masică este o mărime dependentă de temperatură prin intermediul volumului. Pe intervale mici de temperatură dependența e:

ρ i = ρ i , T 0 1 + α Δ T , {\displaystyle \rho _{i}={\frac {\rho _{i,T_{0}}}{1+\alpha \Delta T}},}

unde ρ i , T 0 {\displaystyle \rho _{i,T_{0}}} e concentrația masică la o temperatură de referință, α {\displaystyle \alpha } e coeficientul de dilatare termică al amestecului.

Relația cu volumele specifice parțiale

Concentrațiile masice ale componenților soluției apar în produs cu volumele specifice parțiale:

1 = ∑ i ρ i ⋅ v i ¯ {\displaystyle 1=\sum _{i}\rho _{i}\cdot {\bar {v_{i}}}}

Reiese din egalitatea volumelor parțiale V = ∑ i V i ¯ 0 {\displaystyle V=\sum _{i}{\bar {V_{i}}}^{0}} cu volumul soluției și apoi prin împărțirea cu volumul specific:

V = ∑ i n i ⋅ V i ¯ = ∑ i m i ⋅ v i ¯ {\displaystyle V=\sum _{i}n_{i}\cdot {\bar {V_{i}}}=\sum _{i}m_{i}\cdot {\bar {v_{i}}}}

Volumul specific al soluției se poate exprima in funcție de volumele specifice parțiale:

v = ∑ i w i ⋅ v i ¯ {\displaystyle v=\sum _{i}w_{i}\cdot {\bar {v_{i}}}}

Mărimi înrudite

Concentrația molară

Relația între concentrația masică și concentrația molară este:

ρ i = C i ⋅ M i {\displaystyle \rho _{i}=C_{i}\cdot M_{i}}

Această relație poate fi demonstrată prin împărțirea la volumul amestecului (soluției) a relației dintre masa și cantitatea (moli) unui component din amestec (soluție).

ρ i = m i V = n i ⋅ M i V = n i V ⋅ M i = C i ⋅ M i {\displaystyle \rho _{i}={\frac {m_{i}}{V}}={\frac {n_{i}\cdot M_{i}}{V}}={\frac {n_{i}}{V}}\cdot M_{i}=C_{i}\cdot M_{i}}

Fracția molară

x i = ρ i ρ ⋅ M M i {\displaystyle x_{i}={\frac {\rho _{i}}{\rho }}\cdot {\frac {M}{M_{i}}}}

Relația cu fracția masică

Concentrația masică se poate calcula ca produs dintre densitatea soluției și fracția masică a componentului.

ρ i = ρ ⋅ w i {\displaystyle {\boldsymbol {\rho _{i}}}=\rho \cdot w_{i}}

Molalitatea

b i = ρ i M i ( ρ − ρ i ) {\displaystyle b_{i}={\frac {\rho _{i}}{M_{i}(\rho -\rho _{i})}}}

Fracția volumică

Concentrația volumică

Raport masic

Vezi și

Bibliografie

  • Bazil Popa și colab. Manualul inginerului termotehnician (MIT), vol. 1, București: Editura Tehnică, 1986
  • A. Badea, A. Leca ș.a. Transfer de căldură și masă în instalațiile industriale, Editura Tehnică, 1982
  • R. Dima O. Floarea Procese de transfer de masă și utilaje specifice EDP București 1884 p. 10

Legături externe

  • Institutul Național de Metrologie
  • Biroul Român de Metrologie Legală Arhivat în , la Wayback Machine.
  • en BIPM Unități derivate SI
  • en IUPAC Compendium of Chemical Terminology Arhivat în , la Wayback Machine.