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Massenanteil

Der Massenanteil (Formelzeichen: w, gelegentlich auch ω, y oder ξ), früher auch als Massenbruch bezeichnet, ist gemäß DIN 1310 eine Gehaltsgröße, also eine physikalisch-chemische Größe zur quantitativen Beschreibung der Zusammensetzung von Stoffgemischen/Mischphasen. Hierbei wird die Masse einer betrachteten Mischungskomponente auf die Summe der Massen aller Mischungskomponenten bezogen, der Massenanteil gibt also den relativen Anteil der Masse einer betrachteten Mischungskomponente an der Gesamtmasse des Gemisches an.

Inhaltsverzeichnis

In folgender Tabelle wird bei den Größengleichungen unterschieden zwischen

  • dem einfachen Fall eines binären Gemisches (Z = 2, Zweistoffgemisch aus den Komponenten i und j, beispielsweise die Lösung eines einzelnen Stoffes i in einem Lösungsmittel j) und
  • der allgemeingültigen Formulierung für ein Stoffgemisch aus insgesamt Z Komponenten (Index z als allgemeiner Laufindex für die Summenbildungen, schließt i und ggf. j mit ein).
binäres Gemisch (Z = 2) allgemeines Gemisch (Z Komponenten)
Definition w i = m i m i + m j {\displaystyle w_{i}={\frac {m_{i}}{m_{i}+m_{j}}}} w i = m i m mit m = z = 1 Z m z {\displaystyle w_{i}={\frac {m_{i}}{m}}\ \ {\text{mit}}\ \ m=\sum _{z=1}^{Z}m_{z}}
Wertebereich 0 w i 1 {\displaystyle 0\leq w_{i}\leq 1}
Summenkriterium w i + w j = 1 w j = 1 w i {\displaystyle w_{i}+w_{j}=1\ \Rightarrow \ w_{j}=1-w_{i}} z = 1 Z w z = 1 w Z = 1 z = 1 Z 1 w z {\displaystyle \sum _{z=1}^{Z}w_{z}=1\ \Rightarrow \ w_{Z}=1-\sum _{z=1}^{Z-1}w_{z}}

Der Massenanteil wi ist definiert als Wert des Quotienten aus der Masse mi der betrachteten Mischungskomponente i und der Gesamtmasse m des Gemisches. Letztere ist die Summe der Massen aller Komponenten (i mit eingeschlossen) des Gemisches.

Als Quotient zweier dimensionsgleicher Größen ist der Massenanteil eine Größe der Dimension Zahl und kann wie in obiger Tabelle durch eine reine Dezimalzahl ohne Maßeinheit angegeben werden, alternativ auch mit Zusatz eines Bruchs gleicher Einheiten (kg/kg oder g/g), ggf. mit verschiedenen Dezimalpräfixen (z. B. g/kg), oder mit Hilfsmaßeinheiten wie Prozent (% = 1/100), Promille (‰ = 1/1000) oder parts per million (1 ppm = 1/1 000 000). Hierbei sind jedoch veraltete, nicht mehr normgerechte Angaben zu vermeiden wie z. B. Massenprozent (Abkürzungen beispielsweise Ma% oder m%) oder Gewichtsprozent (Abkürzungen beispielsweise Gew.-%, Gew.% oder Gew%) bzw. Gewichtshundertteile; auch die Benennung weight percent (englisch für Gewichtsprozent) und deren Abkürzungen (wt.% oder wt%) sind bisweilen anzutreffen, des Weiteren auch Schreibweisen wie % (m/m) oder % (w/w). Stattdessen ist die gemeinte Gehaltsgröße eindeutig zu bezeichnen, beispielsweise sollte daher statt „13,5 Gewichtsprozent“ heutzutage formuliert werden: „Der Massenanteil der Mischungskomponente i beträgt 13,5 %.“ oder in Gleichungsform: „wi = 13,5 %“.

Der Massenanteil wi einer betrachteten Mischungskomponente i kann Zahlenwerte zwischen 0 = 0 % (Komponente i ist nicht im Gemisch enthalten) und 1 = 100 % (Komponente i liegt als Reinstoff vor) annehmen.

Die Massenanteile aller Bestandteile eines Gemisches addieren sich zu 1 = 100 %. Daraus folgt, dass die Kenntnis bzw. Ermittlung der Massenanteile von Z − 1 Komponenten ausreicht (bei einem Zweistoffgemisch also der Massenanteil einer Komponente), da sich der Massenanteil der verbleibenden Komponente einfach durch Differenzbildung zu 1 = 100 % berechnen lässt.

Die Werte der Massenanteile für ein Stoffgemisch gegebener Zusammensetzung sind – im Gegensatz zu den volumenbezogenen Gehaltsgrößen (Konzentrationen, Volumenanteil, Volumenverhältnis) – unabhängig von Temperatur und Druck, da sich die Massen der Mischungskomponenten im Gegensatz zu den Volumina mit der Temperatur bzw. dem Druck nicht ändern, sofern keine stofflichen Umsetzungen eintreten.

Genutzt wird der Massenanteil in zahlreichen Anwendungsgebieten verschiedener Fachbereiche, vor allem der Chemie, aber auch der Mineralogie, Petrologie, Materialwissenschaft und Werkstoffkunde, um beispielsweise die Zusammensetzung von Gesteinen, Mineralien (Mischkristallen) und Legierungen zu beschreiben oder T-w-Phasendiagramme aufzustellen.

In der folgenden Tabelle sind die Beziehungen des Massenanteils wi mit den anderen in der DIN 1310 definierten Gehaltsgrößen in Form von Größengleichungen zusammengestellt. Dabei steht M für die molare Masse, ρ für die Dichte des jeweiligen durch den Index bestimmten Reinstoffs (bei gleichem Druck und gleicher Temperatur wie im Stoffgemisch). Der Index z dient wiederum als allgemeiner Laufindex für die Summenbildungen und schließt i mit ein.

Zusammenhänge des Massenanteils wi mit anderen Gehaltsgrößen
Massen-… Stoffmengen-… Teilchenzahl-… Volumen-…
…-anteil Massenanteil w Stoffmengenanteil x Teilchenzahlanteil X Volumenanteil φ
w i {\displaystyle w_{i}} w i = x i M i z = 1 Z ( x z M z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {x_{i}\cdot M_{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(x_{z}\cdot M_{z})}}} w i = X i M i z = 1 Z ( X z M z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {X_{i}\cdot M_{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(X_{z}\cdot M_{z})}}} w i = φ i ρ i z = 1 Z ( φ z ρ z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {\varphi _{i}\cdot \rho _{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(\varphi _{z}\cdot \rho _{z})}}}
…-konzentration Massenkonzentration β Stoffmengenkonzentration c Teilchenzahlkonzentration C Volumenkonzentration σ
w i = β i z = 1 Z β z {\displaystyle w_{i}={\frac {\beta _{i}}{\sum _{z=1}^{Z}\beta _{z}}}} w i = c i M i z = 1 Z ( c z M z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {c_{i}\cdot M_{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(c_{z}\cdot M_{z})}}} w i = C i M i z = 1 Z ( C z M z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {C_{i}\cdot M_{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(C_{z}\cdot M_{z})}}} w i = σ i ρ i z = 1 Z ( σ z ρ z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {\sigma _{i}\cdot \rho _{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(\sigma _{z}\cdot \rho _{z})}}}
…-verhältnis Massenverhältnis ζ Stoffmengenverhältnis r Teilchenzahlverhältnis R Volumenverhältnis ψ
w i = 1 z = 1 Z ζ z i {\displaystyle w_{i}={\frac {1}{\sum _{z=1}^{Z}\zeta _{zi}}}} w i = M i z = 1 Z ( r z i M z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {M_{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(r_{zi}\cdot M_{z})}}} w i = M i z = 1 Z ( R z i M z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {M_{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(R_{zi}\cdot M_{z})}}} w i = ρ i z = 1 Z ( ψ z i ρ z ) {\displaystyle w_{i}={\frac {\rho _{i}}{\sum _{z=1}^{Z}(\psi _{zi}\cdot \rho _{z})}}}
Quotient
Stoffmenge/Masse
Molalität b
w i = b i M i w j {\displaystyle w_{i}=b_{i}\cdot M_{i}\cdot w_{j}} (i = gelöster Stoff, j = Lösungsmittel)
spezifische Partialstoffmenge q
w i = q i M i {\displaystyle w_{i}=q_{i}\cdot M_{i}}

Die in vorstehender Tabelle in den Gleichungen beim Stoffmengenanteil x und Teilchenzahlanteil X auftretenden Nenner-Terme sind gleich der mittleren molaren Masse M ¯ {\displaystyle {\overline {M}}} des Stoffgemisches und können entsprechend ersetzt werden:

z = 1 Z ( x z M z ) = z = 1 Z ( X z M z ) = M ¯ {\displaystyle \sum _{z=1}^{Z}(x_{z}\cdot M_{z})=\sum _{z=1}^{Z}(X_{z}\cdot M_{z})={\overline {M}}}

Des Weiteren entsprechen die Nenner-Terme in den Gleichungen bei der Massenkonzentration β, der Stoffmengenkonzentration c und der Volumenkonzentration σ der Dichte ρ der Mischphase, bei der Teilchenzahlkonzentration C dem Produkt aus Avogadro-Konstante NA und Mischphasendichte ρ:

z = 1 Z β z = z = 1 Z ( c z M z ) = z = 1 Z ( σ z ρ z ) = ρ bzw. z = 1 Z ( C z M z ) = N A ρ {\displaystyle \sum _{z=1}^{Z}\beta _{z}=\sum _{z=1}^{Z}(c_{z}\cdot M_{z})=\sum _{z=1}^{Z}(\sigma _{z}\cdot \rho _{z})=\rho \quad {\text{bzw.}}\quad \sum _{z=1}^{Z}(C_{z}\cdot M_{z})=N_{\mathrm {A} }\cdot \rho }

Lösung von Natriumchlorid in Wasser

Es wird eine wässrige Lösung von Kochsalz (Natriumchlorid NaCl) aus 6 Gramm NaCl und 194 Gramm Wasser (H2O) hergestellt; die Gesamtmasse der Lösung ergibt sich somit zu 200 Gramm. Die Massenanteile von NaCl bzw. H2O in dieser Lösung betragen dann:

w N a C l = m N a C l m N a C l + m H 2 O = 6 g 6 g + 194 g = 6 g 200 g = 0 , 03 = 3 % w H 2 O = 1 w N a C l = 0 , 97 = 97 % {\displaystyle {\begin{aligned}w_{\mathrm {NaCl} }&={\frac {m_{\mathrm {NaCl} }}{m_{\mathrm {NaCl} }+m_{\mathrm {H_{2}O} }}}=\mathrm {\frac {6\ g}{6\ g+194\ g}} =\mathrm {\frac {6\ g}{200\ g}} =0{,}03=3\ \%\\w_{\mathrm {H_{2}O} }&=1-w_{\mathrm {NaCl} }=0{,}97=97\ \%\end{aligned}}}

Stickstoff und Sauerstoff in Luft

Luft als das Gasgemisch der Erdatmosphäre enthält die beiden Hauptkomponenten Stickstoff (Teilchen: N2-Moleküle) und Sauerstoff (Teilchen: O2-Moleküle). Bei näherungsweiser Betrachtung als ein Gemisch idealer Gase sind die üblicherweise tabellierten mittleren Volumenanteile der Einzelgase in trockener Luft auf Meereshöhe (N2: ca. 78,1 %; O2: ca. 20,9 %) den Stoffmengenanteilen x gleichzusetzen, somit gilt:

x N 2 0,781 = 78 , 1 % x O 2 0,209 = 20 , 9 % {\displaystyle x_{\mathrm {N_{2}} }\approx 0{,}781=78{,}1\ \%\qquad x_{\mathrm {O_{2}} }\approx 0{,}209=20{,}9\ \%}

Mit Hilfe der molaren Massen von Stickstoff und Sauerstoff sowie der mittleren molaren Masse von trockener Luft von etwa 28,95 g·mol−1 lassen sich daraus die Massenanteile w von Stickstoff und Sauerstoff ermitteln:

w N 2 = x N 2 M N 2 M ¯ L u f t 0,781 28 , 01 g m o l 1 28 , 95 g m o l 1 0,756 = 75 , 6 % {\displaystyle w_{\mathrm {N_{2}} }={\frac {x_{\mathrm {N_{2}} }\cdot M_{\mathrm {N_{2}} }}{{\overline {M}}_{\mathrm {Luft} }}}\approx \mathrm {\frac {0{,}781\cdot 28{,}01\ g\cdot mol^{-1}}{28{,}95\ g\cdot mol^{-1}}} \approx 0{,}756=75{,}6\ \%}
w O 2 = x O 2 M O 2 M ¯ L u f t 0,209 32 , 00 g m o l 1 28 , 95 g m o l 1 0,231 = 23 , 1 % {\displaystyle w_{\mathrm {O_{2}} }={\frac {x_{\mathrm {O_{2}} }\cdot M_{\mathrm {O_{2}} }}{{\overline {M}}_{\mathrm {Luft} }}}\approx \mathrm {\frac {0{,}209\cdot 32{,}00\ g\cdot mol^{-1}}{28{,}95\ g\cdot mol^{-1}}} \approx 0{,}231=23{,}1\ \%}

In der Realität ist die Luft nicht völlig trocken; bedingt durch den Wasserdampf als zusätzliche Mischungskomponente im Stoffgemisch sind die Stoffmengen- und Massenanteile von Stickstoff und Sauerstoff etwas kleiner.

  1. Norm DIN 1310: Zusammensetzung von Mischphasen (Gasgemische, Lösungen, Mischkristalle); Begriffe, Formelzeichen. Februar 1984.
  2. Norm DIN EN ISO 80000-9: Größen und Einheiten – Teil 9: Physikalische Chemie und Molekularphysik. August 2013. Abschnitt 3: Benennungen, Formelzeichen und Definitionen. Tabelleneintrag Nr. 9–12.
  3. P. Kurzweil: Das Vieweg Einheiten-Lexikon: Begriffe, Formeln und Konstanten aus Naturwissenschaften, Technik und Medizin. 2. Auflage. Springer Vieweg, 2000, ISBN 978-3-322-83212-2,S.34, 164, 225, 427, doi:10.1007/978-3-322-83211-5 (lexikalischer Teil als PDF-Datei, 71,3 MB; eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche – Softcover-Nachdruck 2013).
  4. Eintrag zu mass fraction. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.M03722 Version: 2.3.3.

Massenanteil
massenanteil, physikalisch, chemische, größe, quantitativen, beschreibung, zusammensetzung, stoffgemischen, mischphasen, sprache, beobachten, bearbeiten, formelzeichen, gelegentlich, auch, oder, früher, auch, massenbruch, bezeichnet, gemäß, 1310, eine, gehalts. Massenanteil physikalisch chemische Grosse zur quantitativen Beschreibung der Zusammensetzung von Stoffgemischen Mischphasen Sprache Beobachten Bearbeiten Der Massenanteil Formelzeichen w 1 2 3 4 gelegentlich auch w y oder 3 fruher auch als Massenbruch bezeichnet ist gemass DIN 1310 eine Gehaltsgrosse also eine physikalisch chemische Grosse zur quantitativen Beschreibung der Zusammensetzung von Stoffgemischen Mischphasen Hierbei wird die Masse einer betrachteten Mischungskomponente auf die Summe der Massen aller Mischungskomponenten bezogen der Massenanteil gibt also den relativen Anteil der Masse einer betrachteten Mischungskomponente an der Gesamtmasse des Gemisches an Inhaltsverzeichnis 1 Definition und Eigenschaften 2 Zusammenhange mit anderen Gehaltsgrossen 3 Beispiele 3 1 Losung von Natriumchlorid in Wasser 3 2 Stickstoff und Sauerstoff in Luft 4 EinzelnachweiseDefinition und Eigenschaften BearbeitenIn folgender Tabelle wird bei den Grossengleichungen unterschieden zwischen dem einfachen Fall eines binaren Gemisches Z 2 Zweistoffgemisch aus den Komponenten i und j beispielsweise die Losung eines einzelnen Stoffes i in einem Losungsmittel j und der allgemeingultigen Formulierung fur ein Stoffgemisch aus insgesamt Z Komponenten Index z als allgemeiner Laufindex fur die Summenbildungen schliesst i und ggf j mit ein binares Gemisch Z 2 allgemeines Gemisch Z Komponenten Definition w i m i m i m j displaystyle w i frac m i m i m j w i m i m mit m z 1 Z m z displaystyle w i frac m i m text mit m sum z 1 Z m z Wertebereich 0 w i 1 displaystyle 0 leq w i leq 1 Summenkriterium w i w j 1 w j 1 w i displaystyle w i w j 1 Rightarrow w j 1 w i z 1 Z w z 1 w Z 1 z 1 Z 1 w z displaystyle sum z 1 Z w z 1 Rightarrow w Z 1 sum z 1 Z 1 w z Der Massenanteil wi ist definiert als Wert des Quotienten aus der Masse mi der betrachteten Mischungskomponente i und der Gesamtmasse m des Gemisches Letztere ist die Summe der Massen aller Komponenten i mit eingeschlossen des Gemisches 1 2 3 4 Als Quotient zweier dimensionsgleicher Grossen ist der Massenanteil eine Grosse der Dimension Zahl und kann wie in obiger Tabelle durch eine reine Dezimalzahl ohne Masseinheit angegeben werden alternativ auch mit Zusatz eines Bruchs gleicher Einheiten kg kg oder g g ggf mit verschiedenen Dezimalprafixen z B g kg oder mit Hilfsmasseinheiten wie Prozent 1 100 Promille 1 1000 oder parts per million 1 ppm 1 1 000 000 Hierbei sind jedoch veraltete nicht mehr normgerechte Angaben zu vermeiden wie z B Massenprozent Abkurzungen beispielsweise Ma oder m oder Gewichtsprozent Abkurzungen beispielsweise Gew Gew oder Gew bzw Gewichtshundertteile auch die Benennung weight percent englisch fur Gewichtsprozent und deren Abkurzungen wt oder wt sind bisweilen anzutreffen des Weiteren auch Schreibweisen wie m m oder w w Stattdessen ist die gemeinte Gehaltsgrosse eindeutig zu bezeichnen beispielsweise sollte daher statt 13 5 Gewichtsprozent heutzutage formuliert werden Der Massenanteil der Mischungskomponente i betragt 13 5 oder in Gleichungsform wi 13 5 1 Der Massenanteil wi einer betrachteten Mischungskomponente i kann Zahlenwerte zwischen 0 0 Komponente i ist nicht im Gemisch enthalten und 1 100 Komponente i liegt als Reinstoff vor annehmen Die Massenanteile aller Bestandteile eines Gemisches addieren sich zu 1 100 Daraus folgt dass die Kenntnis bzw Ermittlung der Massenanteile von Z 1 Komponenten ausreicht bei einem Zweistoffgemisch also der Massenanteil einer Komponente da sich der Massenanteil der verbleibenden Komponente einfach durch Differenzbildung zu 1 100 berechnen lasst Die Werte der Massenanteile fur ein Stoffgemisch gegebener Zusammensetzung sind im Gegensatz zu den volumenbezogenen Gehaltsgrossen Konzentrationen Volumenanteil Volumenverhaltnis unabhangig von Temperatur und Druck da sich die Massen der Mischungskomponenten im Gegensatz zu den Volumina mit der Temperatur bzw dem Druck nicht andern sofern keine stofflichen Umsetzungen eintreten Genutzt wird der Massenanteil in zahlreichen Anwendungsgebieten verschiedener Fachbereiche vor allem der Chemie aber auch der Mineralogie Petrologie Materialwissenschaft und Werkstoffkunde um beispielsweise die Zusammensetzung von Gesteinen Mineralien Mischkristallen und Legierungen zu beschreiben oder T w Phasendiagramme aufzustellen Zusammenhange mit anderen Gehaltsgrossen BearbeitenIn der folgenden Tabelle sind die Beziehungen des Massenanteils wi mit den anderen in der DIN 1310 definierten Gehaltsgrossen in Form von Grossengleichungen zusammengestellt Dabei steht M fur die molare Masse r fur die Dichte des jeweiligen durch den Index bestimmten Reinstoffs bei gleichem Druck und gleicher Temperatur wie im Stoffgemisch Der Index z dient wiederum als allgemeiner Laufindex fur die Summenbildungen und schliesst i mit ein Zusammenhange des Massenanteils wi mit anderen Gehaltsgrossen Massen Stoffmengen Teilchenzahl Volumen anteil Massenanteil w Stoffmengenanteil x Teilchenzahlanteil X Volumenanteil fw i displaystyle w i w i x i M i z 1 Z x z M z displaystyle w i frac x i cdot M i sum z 1 Z x z cdot M z w i X i M i z 1 Z X z M z displaystyle w i frac X i cdot M i sum z 1 Z X z cdot M z w i f i r i z 1 Z f z r z displaystyle w i frac varphi i cdot rho i sum z 1 Z varphi z cdot rho z konzentration Massenkonzentration b Stoffmengenkonzentration c Teilchenzahlkonzentration C Volumenkonzentration sw i b i z 1 Z b z displaystyle w i frac beta i sum z 1 Z beta z w i c i M i z 1 Z c z M z displaystyle w i frac c i cdot M i sum z 1 Z c z cdot M z w i C i M i z 1 Z C z M z displaystyle w i frac C i cdot M i sum z 1 Z C z cdot M z w i s i r i z 1 Z s z r z displaystyle w i frac sigma i cdot rho i sum z 1 Z sigma z cdot rho z verhaltnis Massenverhaltnis z Stoffmengenverhaltnis r Teilchenzahlverhaltnis R Volumenverhaltnis psw i 1 z 1 Z z z i displaystyle w i frac 1 sum z 1 Z zeta zi w i M i z 1 Z r z i M z displaystyle w i frac M i sum z 1 Z r zi cdot M z w i M i z 1 Z R z i M z displaystyle w i frac M i sum z 1 Z R zi cdot M z w i r i z 1 Z ps z i r z displaystyle w i frac rho i sum z 1 Z psi zi cdot rho z Quotient Stoffmenge Masse Molalitat bw i b i M i w j displaystyle w i b i cdot M i cdot w j i geloster Stoff j Losungsmittel spezifische Partialstoffmenge qw i q i M i displaystyle w i q i cdot M i Die in vorstehender Tabelle in den Gleichungen beim Stoffmengenanteil x und Teilchenzahlanteil X auftretenden Nenner Terme sind gleich der mittleren molaren Masse M displaystyle overline M des Stoffgemisches und konnen entsprechend ersetzt werden z 1 Z x z M z z 1 Z X z M z M displaystyle sum z 1 Z x z cdot M z sum z 1 Z X z cdot M z overline M Des Weiteren entsprechen die Nenner Terme in den Gleichungen bei der Massenkonzentration b der Stoffmengenkonzentration c und der Volumenkonzentration s der Dichte r der Mischphase bei der Teilchenzahlkonzentration C dem Produkt aus Avogadro Konstante NA und Mischphasendichte r z 1 Z b z z 1 Z c z M z z 1 Z s z r z r bzw z 1 Z C z M z N A r displaystyle sum z 1 Z beta z sum z 1 Z c z cdot M z sum z 1 Z sigma z cdot rho z rho quad text bzw quad sum z 1 Z C z cdot M z N mathrm A cdot rho Beispiele BearbeitenLosung von Natriumchlorid in Wasser Bearbeiten Es wird eine wassrige Losung von Kochsalz Natriumchlorid NaCl aus 6 Gramm NaCl und 194 Gramm Wasser H2O hergestellt die Gesamtmasse der Losung ergibt sich somit zu 200 Gramm Die Massenanteile von NaCl bzw H2O in dieser Losung betragen dann w N a C l m N a C l m N a C l m H 2 O 6 g 6 g 194 g 6 g 200 g 0 03 3 w H 2 O 1 w N a C l 0 97 97 displaystyle begin aligned w mathrm NaCl amp frac m mathrm NaCl m mathrm NaCl m mathrm H 2 O mathrm frac 6 g 6 g 194 g mathrm frac 6 g 200 g 0 03 3 w mathrm H 2 O amp 1 w mathrm NaCl 0 97 97 end aligned Stickstoff und Sauerstoff in Luft Bearbeiten Luft als das Gasgemisch der Erdatmosphare enthalt die beiden Hauptkomponenten Stickstoff Teilchen N2 Molekule und Sauerstoff Teilchen O2 Molekule Bei naherungsweiser Betrachtung als ein Gemisch idealer Gase sind die ublicherweise tabellierten mittleren Volumenanteile der Einzelgase in trockener Luft auf Meereshohe N2 ca 78 1 O2 ca 20 9 den Stoffmengenanteilen x gleichzusetzen somit gilt x N 2 0 781 78 1 x O 2 0 209 20 9 displaystyle x mathrm N 2 approx 0 781 78 1 qquad x mathrm O 2 approx 0 209 20 9 Mit Hilfe der molaren Massen von Stickstoff und Sauerstoff sowie der mittleren molaren Masse von trockener Luft von etwa 28 95 g mol 1 lassen sich daraus die Massenanteile w von Stickstoff und Sauerstoff ermitteln w N 2 x N 2 M N 2 M L u f t 0 781 28 01 g m o l 1 28 95 g m o l 1 0 756 75 6 displaystyle w mathrm N 2 frac x mathrm N 2 cdot M mathrm N 2 overline M mathrm Luft approx mathrm frac 0 781 cdot 28 01 g cdot mol 1 28 95 g cdot mol 1 approx 0 756 75 6 w O 2 x O 2 M O 2 M L u f t 0 209 32 00 g m o l 1 28 95 g m o l 1 0 231 23 1 displaystyle w mathrm O 2 frac x mathrm O 2 cdot M mathrm O 2 overline M mathrm Luft approx mathrm frac 0 209 cdot 32 00 g cdot mol 1 28 95 g cdot mol 1 approx 0 231 23 1 In der Realitat ist die Luft nicht vollig trocken bedingt durch den Wasserdampf als zusatzliche Mischungskomponente im Stoffgemisch sind die Stoffmengen und Massenanteile von Stickstoff und Sauerstoff etwas kleiner Einzelnachweise Bearbeiten a b c Norm DIN 1310 Zusammensetzung von Mischphasen Gasgemische Losungen Mischkristalle Begriffe Formelzeichen Februar 1984 a b Norm DIN EN ISO 80000 9 Grossen und Einheiten Teil 9 Physikalische Chemie und Molekularphysik August 2013 Abschnitt 3 Benennungen Formelzeichen und Definitionen Tabelleneintrag Nr 9 12 a b P Kurzweil Das Vieweg Einheiten Lexikon Begriffe Formeln und Konstanten aus Naturwissenschaften Technik und Medizin 2 Auflage Springer Vieweg 2000 ISBN 978 3 322 83212 2 S 34 164 225 427 doi 10 1007 978 3 322 83211 5 lexikalischer Teil als PDF Datei 71 3 MB eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche Softcover Nachdruck 2013 a b Eintrag zu mass fraction In IUPAC Compendium of Chemical Terminology the Gold Book doi 10 1351 goldbook M03722 Version 2 3 3 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Massenanteil amp oldid 208214744, wikipedia, wiki, deutsches

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