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十字交叉法的数学推论及其在化学计算中的应用

2016-01-31胡梦陵

速读·中旬 2016年2期

胡梦陵

摘 要:十字交叉法又叫混合法则,来源于溶质相同但溶质质量分数不同的两种溶液混合前后稀、浓溶液的浓度、混合液的浓度及稀浓溶液的质量之间的数量关系。十字交叉法是平均值法中的一种特殊计算方法,不仅可用于溶液混合、稀释等的相关计算,还可用于求平均相对分子质量、天然同位素中有关丰度的计算等等。为了使读者深入了解十字交叉法的来源及其使用,笔者从公式的推导、公式的使用及其举例等角度对十字交叉法进行了全面的阐释,希望对读者有所帮助。

关键词:十字交叉法;数学推论;化学计算;应用举例

一、十字交叉法公式推导

设同一溶质的甲、乙两种溶液,其溶质的质量分数分别为C1、C2(C1> C2),其溶液质量分别为m1、m2,将两种溶液混合后,所得溶液中溶液质量为m,溶质的质量分数为C,则必有:m=m1+ m2,C2<C < C1。

由于混合前后溶质质量不变,故可得下式:

m1×C1+m2×C2 = m×C

将此式移项、合并同类项后,可得下式:

m1×(C1- C)= m2×(C- C2),将此式变形,可得:

[C-C2C1-C=m1m2]

此式表示的意义为:将溶质质量分数分别为C1和C2的两溶液混合,欲使混合后溶质的质量分数为C,则所需浓溶液与稀溶液的质量之比应为(C- C2):(C1- C)。将此式改写成十字交叉法形式:

<E:\123456\速读·中旬201602\Image\image2.pdf>[]

注意三点:

(1)用来解决两者之间的比例关系问题;

(2)得出的比例关系是基数的比例关系;

(3)总均值放中央,对角线上,大数减小数,结果放对角线上。

二、十字交叉法在化学计算中的应用举例解析

例1、密闭容器中先充入CO2和N2的混合气体,平均分子量为32,容器内压强……

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