Proporción de mezcla
En química y física, la relación de mezcla adimensional es la abundancia de un componente de una mezcla en relación con la de todos los demás componentes. El término puede referirse a la relación molar o a la relación de masa.[1]
En química atmosférica y meteorología[editar]
Relación molar[editar]
En química atmosférica, la relación de mezcla generalmente se refiere a la relación molar ri, que se define como la cantidad de un constituyente ni dividida por la cantidad total de todos los demás constituyentes en una mezcla:
La relación molar también se llama relación de cantidad.[2] Si ni es mucho menor que ntot (que es el caso de los constituyentes traza atmosféricos), la relación molar es casi idéntica a la fracción molar.
Relación de masa[editar]
En meteorología, la proporción de mezcla generalmente se refiere a la proporción de masa de agua , que se define como la masa de agua dividida por la masa de aire seco () en una masa de aire dada:[3]
La unidad se suele dar en . La definición es similar a la de humedad específica.
Proporción para mezclas o soluciones[editar]
Se pueden mezclar dos soluciones binarias de diferentes composiciones o incluso dos componentes puros con varias proporciones de mezcla por masas, moles o volúmenes.
La fracción de masa de la solución resultante de mezclar soluciones con masas m1 y m2 y fracciones de masa w1 y w2 está dada por:
donde m1 se puede simplificar a partir del numerador y el denominador
y
es la relación de mezcla en masa de las dos soluciones.
Sustituyendo las densidades ρi(wi) y considerando volúmenes iguales de diferentes concentraciones se obtiene:
Considerando una relación de mezcla de volumen rV(21)
La fórmula se puede extender a más de dos soluciones con proporciones de mezcla en masa
para ser mezclado dando:
Aditividad de volumen[editar]
La condición para obtener una solución parcialmente ideal al mezclar es que el volumen de la mezcla resultante V sea igual al doble del volumen Vs de cada solución mezclada en volúmenes iguales debido a la aditividad de los volúmenes. El volumen resultante se puede encontrar a partir de la ecuación de balance de masa que involucra densidades de las soluciones mixtas y resultantes e igualarlas a 2:
implica
Por supuesto, para soluciones reales aparecen desigualdades en lugar de la última igualdad.
Proporciones para mezclas de disolventes[editar]
Las mezclas de diferentes solventes pueden tener características interesantes como conductividad anómala (electrolítica) de iones de lionio y iones de liato particulares generados por autoionización molecular de solventes próticos y apróticos debido al mecanismo de salto de iones de Grotthus dependiendo de las proporciones de mezcla. Los ejemplos pueden incluir iones de hidronio e hidróxido en agua y mezclas de agua y alcohol, iones de alcoxonio y alcóxido en las mismas mezclas, iones de amonio y amida en amoníaco líquido y supercrítico, iones de alquilamonio y alquilamida en mezclas de aminas, etc.
Referencias[editar]
- ↑ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. «mixing ratio». Compendium of Chemical Terminology. Versión en línea (en inglés).
- ↑ «Pure and Applied Chemistry, 2008, Volume 80, No. 2, pp. 233-276». Iupac.org. 14 de junio de 2016. Consultado el 30 de junio de 2016.
- ↑ Whiteman, D.N. (2015). Encyclopedia of Atmospheric Sciences (Second Edition, Volume 3 edición). Elsevier Ltd. p. 298. ISBN 978-0-12-382225-3.