En química , la fracción de masa de una sustancia dentro de una mezcla es la relación (alternativamente denotado ) de la masa de esa sustancia a la masa total de la mezcla. [1] Expresada como fórmula, la fracción de masa es:
Debido a que las masas individuales de los ingredientes de una mezcla suman , sus fracciones de masa suman la unidad:
La fracción de masa también se puede expresar, con un denominador de 100, como porcentaje en masa (en contextos comerciales a menudo se denomina porcentaje en peso , abreviado % en peso ; ver masa versus peso ). Es una forma de expresar la composición de una mezcla en un tamaño adimensional ; la fracción molar (porcentaje en moles ,% en moles) y la fracción en volumen ( porcentaje en volumen ,% en volumen) son otras.
Cuando las prevalencias de interés son las de elementos químicos individuales , en lugar de las de compuestos u otras sustancias, el término fracción de masa también puede referirse a la relación entre la masa de un elemento y la masa total de una muestra. En estos contextos, un término alternativo es composición porcentual en masa . La fracción de masa de un elemento en un compuesto se puede calcular a partir de la fórmula empírica del compuesto [2] o su fórmula química . [3]
Terminología
La concentración porcentual no se refiere a esta cantidad. Este nombre inapropiado persiste, especialmente en los libros de texto de primaria. En biología, la unidad "%" se usa a veces (incorrectamente) para denotar la concentración de masa, también llamada porcentaje de masa / volumen . Una solución con 1 g de soluto disuelto en un volumen final de 100 ml de solución se etiquetaría como "1%" o "1% m / v" (masa / volumen). Esto es incorrecto porque la unidad "%" solo se puede utilizar para cantidades adimensionales. En cambio, la concentración simplemente debe expresarse en unidades de g / mL. Por lo tanto, la solución porcentual o la solución porcentual son términos que se reservan mejor para las soluciones de porcentaje en masa (m / m, m% o soluto en masa / solución total en masa después de mezclar), o soluciones en porcentaje en volumen (v / v, v% o volumen de soluto por volumen de solución total después de mezclar). Los términos muy ambiguos solución porcentual y soluciones porcentuales sin otros calificadores continúan encontrándose ocasionalmente.
En ingeniería térmica , la calidad del vapor se utiliza para la fracción de masa de vapor en el vapor.
En las aleaciones, especialmente las de metales nobles, el término finura se utiliza para la fracción másica del metal noble en la aleación.
Propiedades
La fracción de masa es independiente de la temperatura hasta que se produce el cambio de fase.
Cantidades relacionadas
Proporción de mezcla
La mezcla de dos componentes puros se puede expresar introduciendo la proporción de mezcla (masa) de los mismos.. Entonces las fracciones de masa de los componentes serán
La relación de masa es igual a la relación de fracciones de masa de componentes:
debido a la división tanto del numerador como del denominador por la suma de masas de componentes.
Concentración de masa
La fracción de masa de un componente en una solución es la relación entre la concentración de masa de ese componente ρ i (densidad de ese componente en la mezcla) y la densidad de la solución..
Concentración molar
La relación con la concentración molar es como la anterior sustituyendo la relación entre masa y concentración molar:
dónde es la concentración molar, y es la masa molar del componente .
Porcentaje de masa
El porcentaje en masa también se puede expresar como porcentaje en peso , abreviado % en peso o porcentaje peso-peso.
Fracción molar
La fracción molar se puede calcular usando la fórmula
dónde es la masa molar del componente , y es la masa molar media de la mezcla.
Reemplazando la expresión de los productos de masa molar,
Variación espacial y gradiente
En una mezcla espacialmente no uniforme , el gradiente de fracción de masa da lugar al fenómeno de difusión .
Ver también
Referencias
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " fracción de masa ". doi : 10.1351 / goldbook.M03722
- ^ Fórmula de composición de masa .
- ^ "Cómo calcular la composición porcentual de masa" . ThoughtCo . Consultado el 5 de enero de 2018 .