Cos'è frazione molare?
La frazione molare, spesso indicata con il simbolo xᵢ, è una grandezza adimensionale che esprime il rapporto tra la quantità di sostanza (in moli) di un componente specifico (nᵢ) e la quantità totale di sostanza (in moli) di tutti i componenti presenti in una miscela.
Matematicamente, la frazione molare di un componente i in una miscela è definita come:
xᵢ = nᵢ / n<sub>tot</sub>
Dove:
- xᵢ è la frazione%20molare del componente i
- nᵢ è il numero di moli del componente i
- n<sub>tot</sub> è il numero totale di moli di tutti i componenti nella miscela. n<sub>tot</sub> = n<sub>1</sub> + n<sub>2</sub> + ... + n<sub>k</sub> (dove k è il numero di componenti)
Caratteristiche Importanti:
- Adimensionale: La frazione molare è adimensionale perché è un rapporto tra due quantità espresse nelle stesse unità (moli).
- Valore compreso tra 0 e 1: La frazione molare di un componente può variare da 0 (assenza del componente) a 1 (componente puro).
- Somma delle frazioni molari: La somma delle frazioni molari di tutti i componenti in una miscela è sempre uguale a 1: ∑ xᵢ = x<sub>1</sub> + x<sub>2</sub> + ... + x<sub>k</sub> = 1
- Indipendente dalla temperatura e dalla pressione: La frazione molare è indipendente dalla temperatura e dalla pressione, a differenza della concentrazione molare (molarità) che può variare con la temperatura e la pressione.
- Utilizzo: La frazione%20molare è ampiamente utilizzata in termodinamica, chimica fisica e ingegneria chimica per descrivere la composizione di miscele, in particolare in contesti che riguardano le proprietà colligative, le leggi di Raoult e Henry, e l'equilibrio chimico. È anche utile per calcolare le pressioni%20parziali dei gas in una miscela gassosa.
- Conversione ad altre unità di concentrazione: La frazione molare può essere convertita in altre unità di concentrazione, come la percentuale molare (frazione molare moltiplicata per 100), la molarità, la molalità o la percentuale in peso, a seconda delle informazioni disponibili (come densità e pesi molecolari).