Concentrație molară

Nu confundați cu Concentrație molală.

Concentrația molară este raportul dintre cantitatea (moli) unui component dintr-un amestec și volumul amestecului. Se notează cu C(i) sau Ci pentru un component oarecare i. Este o mărime dependentă de temperatură datorită dependenței de temperatură.

Gradientul concentrației apare în formula fluxului difuzional de substanță din legile lui Fick.

Formula folosită pentru calculul concentrației molare este următoarea:

  C i = n i V {\displaystyle \ C_{i}={\frac {n_{i}}{V}}}

Unități de măsură

Unitatea de măsură în Sistemul internațional de unități este kmol/m3. O unitate uzuală e mol/l.

Proprietăți

Suma concentrațiilor

ρ M ¯ = c = ∑ i c i {\displaystyle {\frac {\rho }{\bar {M}}}=c=\sum _{i}c_{i}\,}

Dependența de temperatură

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

c i = c i , T 0 1 + α Δ T , {\displaystyle c_{i}={\frac {c_{i,T_{0}}}{1+\alpha \Delta T}},}

unde c i , T 0 {\displaystyle c_{i,T_{0}}} e concentrația molară la o temperatură de referință, α {\displaystyle \alpha } e coeficientul de dilatare termică al amestecului.

Relația cu volumele molare parțiale

Concentrațiile molare ale componenților soluției apar în produs cu volumele molare parțiale:

1 = ∑ i c i ⋅ V i ¯ {\displaystyle 1=\sum _{i}c_{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 molar al soluției prin împărțirea cu volumul molar:

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 soluției se poate exprima și in funcție de volumele specifice parțiale:

V ~ = ∑ i x i ⋅ V i ¯ {\displaystyle {\tilde {V}}=\sum _{i}x_{i}\cdot {\bar {V_{i}}}}

Mărimi înrudite

Concentrația numerică

Concentrația masică

Relația între concentrația molară și concentrația masică este:

ρ i ~ = C i ⋅ M i {\displaystyle {\tilde {\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 masică

w i = c i M i ρ {\displaystyle w_{i}={\frac {c_{i}M_{i}}{\rho }}}

Fracția molară

x i = c i ⋅ M / ρ {\displaystyle x_{i}=c_{i}\cdot M/\rho }

Raport molar

Molalitatea (Concentrație molală)

b 2 = c 2 ρ − c 2 ⋅ M 2 {\displaystyle b_{2}={\frac {c_{2}}{\rho -c_{2}\cdot M_{2}}}\,}

b_2 molalitatea solventului, ro densitatea, M masa molară solutul are indicele 2.

Pentru soluții multisolut, conversia este:

b i = c i ρ − ∑ c i ⋅ M i {\displaystyle b_{i}={\frac {c_{i}}{\rho -\sum c_{i}\cdot M_{i}}}\,}

Fracția volumică

Concentrația volumică

Gradient

Gradientul apare în legile lui Fick.

Vezi și

Bibliografie

  • G.C. Moisil Termodinamica Editura Academiei RSR București 1988
  • 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

Legături externe

  • Institutul Național de Metrologie
  • Biroul Român de Metrologie Legală Arhivat în , la Wayback Machine.