Объёмная доля

Объёмная до́ля (также объёмная часть, доля по объёму) — безразмерная величина, равная отношению объёма какого-то вещества в смеси к сумме объёмов компонентов до смешивания[1].

Обычно обозначается греческой буквой ${\displaystyle {\ce {\phi}}}$.

Понятие применяется, в основном, к газам и жидкостям. В случае газов применение объемной доли удобно тем, что объёмная доля газа в смеси химически невзаимодействующих газов равна его молярной доле в этой же смеси, что достаточно точно выполняется при близким к стандартным давлениях и температурах.

Определение

Разница между суммой объёмов компонентов смеси и объёмом смеси на примере воды и этанола.

Объёмная доля определяется по формуле:

${\displaystyle \phi _{\mathrm {B} }={\frac {V_{\mathrm {B} }}{\sum V_{i}}},}$

где:

• ${\displaystyle \phi _{\mathrm {B} }}$ — объёмная доля компонента B;
• ${\displaystyle V_{\mathrm {B} }}$ — объём компонента B;
• ${\displaystyle \sum V_{i}}$ — сумма объёмов всех компонентов.

При смешивании некоторых жидкостей их суммарный объём может изменяться относительно суммы объёмов компонентов, в связи с чем не всегда корректно заменять сумму объёмов компонентов на объём раствора (смеси), например, в смесях этанола с водой.

Объёмная концентрация

Иногда используется обычно близкая по величине схожая величина, называемая объёмной концентрацией ${\displaystyle \sigma _{\mathrm {B} }}$:

${\displaystyle \sigma _{\mathrm {B} }={\frac {V_{\mathrm {B} }}{V}},}$

где:

• ${\displaystyle \sigma _{\mathrm {B} }}$ — объёмная концентрация компонента B;
• ${\displaystyle V_{\mathrm {B} }}$ — объём чистого компонента B до смешивания;
• ${\displaystyle V}$ — объём полученной смеси.

Иногда эту величину также называют объёмной долей, поэтому рекомендуется указывать определения используемых величин для избежания разночтений. Например, в ГОСТ «Продукция алкогольная и сырьё для её производства. Метод определения объемной доли этилового спирта»[2] под объёмной долей понимается величина, в данной статье называемая объёмной концентрацией.

Единицы измерения и обозначения

Как объёмная доля, так и объёмная концентрация являются безразмерными величинами. Для удобства их часто выражают в процентах, иногда также используют промилле и миллионные доли. Иногда, чтобы подчеркнуть, что речь идет об объёмной доле (либо объёмной концентрации) пишут «% об.», или «об.%», — объёмные проценты (англ. % vol.). ИЮПАК не рекомендует использовать такие обозначения[3], вместо этого следует явно указывать величину, к которой относится указываемое значение. Например, вместо «Концентрация кислорода в воздухе составляет 21 % об.» следует писать «Объёмная доля кислорода в воздухе составляет 21 %».

См. также

• Концентрация растворов
• Крепость напитков

Примечания

1. International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book - volume fraction, ϕ (англ.). goldbook.iupac.org. Дата обращения: 10 декабря 2018. Архивировано 22 декабря 2018 года.
2. ГОСТ 32095-2013. Продукция алкогольная и сырье для ее производства. Метод определения объемной доли этилового спирта.  (неопр.) Дата обращения: 31 декабря 2018. Архивировано 31 декабря 2018 года.
3. Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry  (неопр.). UIPAC (2007). Дата обращения: 31 декабря 2018. Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 года.