Перейти к публикации
Форум химиков на XuMuK.ru

Плотность при смешивании жидкостей


Nil admirari

Рекомендованные сообщения

Как рассчитать плотность жидкости которая получается после смешивания двух жидкостей? Можно ли считать как простое среднее арифметическое? Водородных связей нет.

Первая жидкость имеет плотность 0,8 г/см3. Вторая 0,9 г/см3. Берем соотношение по массе 2:5.

Плотность смеси жидкостей = 2*0,8 + 5*0,9 / 7 = 0,87 г/см3

Так ли это?

 

Ссылка на сообщение

В первом приближении - без учета контрактации (как в случае этанола и воды) - этот принцип работает и (ИМХО!) - неплохо. Ибо - подразумевает простое "механическое" смешивание, безо всякой "встраиваемости" одной молекулярной структуры в другую, без дополнительных связей.

Ссылка на сообщение

Точное значение, рассчитанное по вашей формуле: = (2*0,8 + 5*0,9) / 7 = 0,8714

Возьмем первой жидкости 200 г, ее объем будет равен 200/0,8=250мл

Второй жидкости ----------------500 г, ее объем будет равен 500/0,9=555,56 мл

При отсутствии особых разниц межмолекулярных взаимодействий в жидкостях,

суммарный объем смеси должен быть равен сумме объёмов, т.е. 250+555,56=805,56 мл

Тогда плотность смеси должна составить 700/805,56=0,8690 г/мл

Такое различие (0,8714 =/= 0,8690) показывает, что ваша формула строго говоря неверна,

и годится лишь для приближенных расчетов.

А если еще учесть, что объёмные эффекты могут быть обусловлены

и различной упаковкой молекул в растворах,

то отличие посчитанной плотности от реальной могут быть и выше

 

Возрастает различие и при большем дисбалансе в исходных плотностях.

Так, если плотность тяжелой жидкости 3 г/мл (жидкий бром разбавляем гексаном), то имеем  (2,37 =/= 1,68)

Изменено пользователем M_GM
Ссылка на сообщение

в общем случае ориентировочно (без учета межмолекулярных взаимодействий) плотность смеси вычисляют по формуле: 1/ro_mix = Sum[c(i)/ro(i)], 

где с(i) = массовые доли и rо(i) плотности компонентов. в Вашем случае будет ro_mix = 1/((2/7)/0.8+(5/7)/0.9) = 0.868966 (что и посчитал ув.коллега  M_GM)

для более точных вычислений плотности смесей жидкостей типа спирт-вода или (что часто встречается на практике) гликолевые холодильные растворы, используют понятие

избыточный мольный объем (excess molar volume, Ve): V(mix) = Sum[V(i)*x(i)] + Ve, где x(i) = мольные доли, V(i) = мольные объемы компонентов

a Ve (который может быть как положительный, так и отрицательный) вычисляют по термодинамическим соотношениям аналогичным вычислению коэффициентов активости.

 

Ссылка на сообщение
06.08.2020 в 10:59, M_GM сказал:

Точное значение, рассчитанное по вашей формуле: = (2*0,8 + 5*0,9) / 7 = 0,8714...

Коллега, результат, который рассчитал ТС, вполне соответствует по точности исходным данным (т.е., превосходит их по числу значащих цифр всего лишь на одну). Зачем же сразу от одной ЗЦ скакать к четырем!.. Для его данных и необходимостей та приближенная формула, со "статистическими весами", вполне себе ничего...

Ссылка на сообщение
4 часа назад, chemist-sib сказал:

вполне себе ничего...

Да, разница составляет всего 0,0024. Что в принципе не существенно.

Ссылка на сообщение
1 час назад, Nil admirari сказал:

Да, разница составляет всего 0,0024. Что в принципе не существенно.

Но чем больше разница между компонентами, тем больше будет разница между вычислениями

Ссылка на сообщение
6 часов назад, chemist-sib сказал:

Коллега, результат, который рассчитал ТС, вполне соответствует по точности исходным данным (т.е., превосходит их по числу значащих цифр всего лишь на одну). Зачем же сразу от одной ЗЦ скакать к четырем!.. Для его данных и необходимостей та приближенная формула, со "статистическими весами", вполне себе ничего...

Это различие просто показывает, что формула, предложенная ТС - просто неверна.

Когда различие в исходных плотностях всего 0,1 - можно вообще ничего не считать -

взять просто среднее значение и все будет в пределах точности эксперимента,

подумаешь там 0,87 г/см3 или 0,85 г/см3 ?? :ai:

Но дело принципа - использовать правильные формулы, или какие бог на душу положит:an:

Правильная формула для расчета плотности смеси
по массам компонентов 
или их массовым соотношениям:

ρ(смеси) = [m(1)+m(2)] [ m(1)/ρ(1)+m(2)/ρ(2)]

(без учета химических или межмолекулярных взаимодействий)

 

Изменено пользователем M_GM
Ссылка на сообщение
9 часов назад, M_GM сказал:

...Но дело принципа - использовать правильные формулы, или какие бог на душу положит:an:...

С моей - скромной - точки зрения - дело принципа - это еще и соотносить точность своего расчета с точностью представления исходников. А не просто - приводить "все восемь цифирок с дисплея кУркУлятора" после первичных измерений метровой палкой без делений... :cv:

Надеюсь - на обидел Вас? Сам - очень люблю пунктуальность и принципиальность в расчетах, всегда поражался Вашим знаниям и умению объяснить что-то сложное "на пальцах" (иногда - включая средний :bf:), но - "каков вопрос - таков и ответ"...

Ссылка на сообщение

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×
×
  • Создать...
Яндекс.Метрика