Massenanteil

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Allgemein ist der Massenanteil (Formelzeichen: ω oder y bzw. ξ, oft vereinfacht zu w), früher auch Massenbruch, einer Komponente an einem Stoffgemisch die relative Masse dieser Komponente an der Gesamtmasse des Stoffgemisches. Er gehört somit zu den Gehaltsangaben.

Definition und Berechnung[Bearbeiten]

Berechnet wird der Massenanteil über den Bruch aus der Masse der Komponente durch die Gesamtmasse des Stoffgemisches.

\omega_{\mathrm{Komponente}} = \frac{m_{\mathrm{Komponente}}}{m_{\mathrm{Stoffgemisch}}}

wobei gilt:

0 \le \omega_{\mathrm{Komponente}} \le 1

bei n Komponenten:

\sum_{k=1}^n \left({\omega_{k\mathrm{\textrm{-}te\ Komponente}}}\right) = 1

Der Massenanteil ist somit ein Maß für die anteilige Masse einer Komponente an einem Gemisch und findet vor allem in T-w-Phasendiagrammen Verwendung. Beträgt der Massenanteil 1 liegt die entsprechende Komponente in Reinform vor, beträgt er 0, ist sie nicht im Gemisch enthalten.

Multipliziert man den Massenanteil mit 100 %, so lässt er sich auch in Form einer prozentualen Größe angeben; hierfür sind häufig noch die nicht DIN-gerechten Benennungen Gewichtsprozent (Abk.: Gew.-%, Gew.% oder Gew%) und Massenprozent (Abk.: Ma% oder m%) anzutreffen. Auch die Benennung weight percent (englisch für Gewichtsprozent) und deren Abkürzungen (wt.% oder wt%) sind beizeiten anzutreffen. Eine weitere häufig anzutreffende Schriftweise ist % m/m oder % (m/m). Befindet sich also beispielsweise 1 g einer Substanz in 100 g einer Mischung, so wird der Massenanteil dieser Substanz häufig als 1 Gew.-%, 1 Gew.%, 1 Gew%, 1 Ma%, 1 m%, 1 wt.%, 1 wt%, 1 % m/m oder 1 % (m/m) angegeben.

Da ein solches Maß vielseitig einsetzbar ist, ergeben sich aus ihm zahlreiche Anwendungsgebiete in verschiedensten Fachbereichen, vor allem der Chemie (Mischphase), aber auch der Mineralogie, Petrologie, Materialwissenschaft und Werkstoffkunde, um beispielsweise die Zusammensetzung von Gesteinen, Mineralen (Mischkristall) und Legierungen zu beschreiben.

Lösungen[Bearbeiten]

Für das Beispiel einer Lösung berechnet sich der jeweilige Massenanteil des Lösungsmittels bzw. der gelösten Komponenten wie folgt:

\omega_{\mathrm{L\ddot osungsmittel}} = \frac{m_{\mathrm{L\ddot osungsmittel}}}{m_{\mathrm{gel\ddot oste\ Komponente}}+m_{\mathrm{L\ddot osungsmittel}}}
\omega_{\mathrm{gel\ddot oste\ Komponente}} = \frac{m_{\mathrm{gel\ddot oste\ Komponente}}}{m_{\mathrm{gel\ddot oste\ Komponente}}+m_{\mathrm{L\ddot osungsmittel}}}

bei n gelösten Komponenten:

\sum_{k=1}^n \left({\omega_{k\mathrm{\textrm{-}te\ gel\ddot oste\ Komponente}}}\right)+\omega_{\mathrm{L\ddot osungsmittel}} = 1

Bei näherungsweisen Rechnungen wird im Spezialfall vereinfacht angenommen, dass der Massenanteil der Komponente in Relation zur Lösung vernachlässigbar klein ist und man daher den Massenanteil der Lösung gleich 1 setzen kann.

Der Massenanteil eines Bestandteils in einer Lösung ist das Verhältnis zwischen der Massenkonzentration dieses Bestandteils in gelöster Form (teilweise Dichte dieses Bestandteils) und der Dichte der Lösung. Dieses kann nachgewiesen werden, indem man die Masse der Lösung in der Definition des Massenanteils durch das Produkt zwischen der Dichte und dem Volumen der Lösung ersetzt und die Definition der Massenkonzentration anwendet (Verhältnis zwischen Masse des Bestandteils und dem Volumen der Lösung).

Siehe auch[Bearbeiten]