Como se Expresa la composición de las Mezclas de Gases

Los diferentes gases que integran una mezcla de gases pueden contener gases como elementos y mas frecuentemente compuestos. Cada uno de los diferentes gases que integran la mezcla se conocen como componentes.

Un componente es cada uno de los elementos o compuestos que integran (componen) una mezcla, muchas veces se confunde el significado de componente con el de compuesto y algunas veces se usan ambos terminos indistintamente. La forma en que hay que verlo es que un compuesto es un componente, pero un elemento también es un componente.

Un elemento es una sustancia que esta formada por un solo tipo de atomos, no puede ser descompuesta en otras sustancias ni por medios físicos, ni quimicos. Algunos de los elementos que forman parte de la vida diaria incluyen oxigeno, cloro, hierro, nitrógeno, carbono, etc.

Un elemento es una sustancia básica que puede combinarse con otros elementos para formar «compuestos» y que, por el contrario, no puede descomponerse en una sustancia más simple, una vez aislada de un compuesto. (Asimov, 1985)

Un compuesto es una sustancia formada por dos o más elementos combinados químicamente en  una proporción definida. Hay alrededor de 10 millones de compuestos conocidos, incluyendo el agua, amoniaco, sal, etc. Los elementos que forman el compuesto solo pueden ser separados por medios químicos y no por medios físicos.

En este sentido el oxigeno en su forma O es un elemento, ya que la molecula esta formada por el mismo tipo de atomos. Por otra parte el COes un compuesto, al estar su molecula integrada por dos tipos de atomos, carbono y oxigeno.

Las mezclas de gas natural estan integradas principalmente por moleculas de hidrocarburos livianas, las cuales estan integradas al menos por dos tipos de atomos: Carbono e Hidrogeno, por lo cual cada una de estas moleculas es un compuesto. En algunos casos pueden existir pequeñas cantidades de otros elementos tales Nitrogenos, Azufre y Oxigeno entre otros formando parte de las moleculas de hidrocarburos, pero por lo general en los hidrocarburos de mayor peso molecular, que se encuentran como fase liquida.

Para expresar la forma en que cada uno de los componentes (elementos y compuestos) participan en la composición de la mezcla se utilizan basicamente tres formas:

  1. Fracción o Porcentaje Molar
  2. Fracción o Porcentaje por Volumen
  3. Fracción o Porcentaje por Peso

Fracción o Porcentaje Molar

Esta es la forma en la que usualmente se expresa la composición de las mezclas de gases en la industria. Cuando se tiene el numero de moles de cada uno de los n componentes de la mezcla, la fracción molar de cada componente se expresa:

\text{fraccion molar componente i}=\displaystyle{\frac{n_i}{\sum_1^n n_i}}

Para transformar a porcentaje molar simplemente se multiplica la fracción molar por 100.

Fracción o Porcentaje por Volumen

La fracción por Volumen es igual a la fracción molar, esto debido a lo establecido en la ley de Avogadro donde un mol de cualquier compuesto tiene el mismo numero de moleculas. Entonces el volumen de cualquier componente en la mezcla sera proporcional al número de moles de dicho componente (Perez Palacio, 1979).

\text{fraccion Por Volumen componente i}=\displaystyle{\frac{V_i}{\sum_1^n V_i}}

Fracción o Porcentaje por Peso

La fracción de cada componente i de una mezcla viene expresado por:

\text{fraccion Por Peso componente i}=\displaystyle{\frac{W_i}{\sum_1^n W_i}}

Conociendo que el numero de moles de un componente es igual al peso de dicho componentes entre el peso melocular de dicho componente, se puede tranformar fracción molar a fraccion en peso y viceverza.

\displaystyle{n_i= \frac{W_i}{M_i}}

 

Referencias Bibliograficas

Perez Palacio, R. (1979). Ingenieria de Gas Natural (Propiedades y Comportamiento de Fases). Medellin: Universidad Nacional de Colombia, Medellin.

Asimov, I. (1985). Inroducción a la Ciencia. I Ciencias Físicas.

http://www.chem.purdue.edu/gchelp/atoms/elements.html

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