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质量浓度

2021-07-16 12:27:31

混合中某组分i的质量浓度ρi{\displaystyle \rho _{i}}或者γi{\displaystyle \gamma _{i}})定义为组分i的质量mi{\displaystyle m_{i}}与混合物的总体积V{\displaystyle V}的商,即:

ρi=miV.{\displaystyle \rho _{i}={\frac{m_{i}}{V}}.}

对于纯物质,质量浓度就相当于物质的质量除以体积,等于物质的密度。所以质量浓度也可以视作混合物中某组分的密度。由于质量浓度的符号是ρi{\displaystyle \rho _{i}},为防止会和表示混合物中某组分自身密度的ρ{\displaystyle \rho}相混淆,有时用γi{\displaystyle \gamma _{i}}来表示组分i的质量浓度。

性质

温度的影响

温度发生变化时,混合物的体积会发生膨胀,质量浓度随之下降。在温度变化较小时,混合物的体积和温度呈线性关系,故质量浓度可以通过下式进行估算:

ρi=ρi,T0(1+α⋅ΔT){\displaystyle \rho _{i}={\frac{\rho _{i,T_{0}}}{(1+\alpha \cdot \Delta T)}}}

此处的ρi,T0{\displaystyle \rho _{i,T_{0}}}是参考温度下的质量浓度,而α{\displaystyle \alpha}是混合物的热膨胀系数。

归一化关系

混合物中各组分的质量浓度的和等于混合物的密度ρ{\displaystyle \rho}

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

与偏微比容的关系

各组分的质量浓度和偏微比容的乘积之和为

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

和纯组分密度的关系

某组分的质量浓度和其自身密度的关系为:

ρi=ρi∗ViV{\displaystyle \rho _{i}=\rho _{i}^{*}{\frac{V_{i}}{V}}\,}

此处ρi∗{\displaystyle \rho _{i}^{*}}是该组分自身的密度,Vi{\displaystyle V_{i}}是该组分混合之前所占的体积。

和其他浓度的关系

和摩尔浓度的关系

摩尔浓度ci{\displaystyle c_{i}}和质量的浓度的转化关系如下:

ci=niVi=miMiVi=ρiMi{\displaystyle c_{i}={\frac{n_{i}}{V_{i}}}={\frac{m_{i}}{M_{i}V_{i}}}={\frac{\rho _{i}}{M_{i}}}}

此处Mi{\displaystyle M_{i}}是组分i{\displaystyle i}的摩尔质量。

和质量百分浓度的关系

质量百分浓度wi{\displaystyle w_{i}}和质量浓度的转化关系如下:

wi=mim=ρiVρV=ρiρ{\displaystyle w_{i}={\frac{m_{i}}{m}}={\frac{\rho _{i}V}{\rho V}}={\frac{\rho _{i}}{\rho}}}

与摩尔分数的关系

摩尔分数xi{\displaystyle x_{i}}和质量浓度的换算式为

xi=nin=miMimM=ρiVMiρVM=ρiρ⋅MMi{\displaystyle x_{i}={\frac{n_{i}}{n}}={\frac{\frac{m_{i}}{M_{i}}}{\frac{m}{M}}}={\frac{\frac{\rho _{i}V}{M_{i}}}{\frac{\rho V}{M}}}={\frac{\rho _{i}}{\rho}}\cdot{\frac{M}{M_{i}}}}

M{\displaystyle M}指的是混合物的平均摩尔质量。

和重量摩尔浓度的关系

对于两组分的混合物,重量摩尔浓度bi{\displaystyle b_{i}}等于

bi=ρiMi(ρ−ρi){\displaystyle b_{i}={\frac{\rho _{i}}{M_{i}(\rho -\rho _{i})}}}

参考文献

资料专题:质量浓度参考文献