混合物组成分析 · 量的视角

气体混合物组成仪

用物质的量分数读出平均摩尔质量与相对空气密度

同温同压:Vi / V总 = ni / n总 = xi

把各气体加入同一测量筒:刻度的比例,就是物质的量的比例。

M空气 = 29 g/mol

配气与读数

输入三种气体的物质的量(mol),结果会立即更新。

向测量筒中加入气体

三种气体在同温同压下混合;本工具仅讨论 N₂、O₂、CO₂ 三组分。

测量筒中的比例尺

每段高度代表该气体的物质的量分数。

N₂O₂CO₂

计算读数

总物质的量 n总

100
mol

平均摩尔质量 M平均

29
g/mol

相对空气密度 d

1
同温同压,d = M平均 / 29

混合气总质量 m

2900
g
各组分的物质的量分数
组分物质的量 n(mol)x = n / n总百分数
N₂780.7878%
O₂210.2121%
CO₂10.011%

从分数到平均摩尔质量

先把每种气体的物质的量除以总物质的量,得到它在混合物中所占的“份额” xi。平均摩尔质量就是用这些份额作权重的平均值。

M平均 = Σ(xiMi) = (28nN₂ + 32nO₂ + 44nCO₂) / n总

同温同压下,气体密度与摩尔质量成正比,因此相对空气密度只需比较摩尔质量:d = M平均 / 29。