gasesmengsels

Een gasesmengsel is een mengsel van twee of meer gasvormige componenten die samen een enkele gasfase vormen onder dezelfde temperatuur en druk. Zulke mengsels komen regelmatig voor in de atmosfeer, in industriële processen en in opslag- en transporttoepassingen. Veel gasesmengsels zijn homogeen, wat betekent dat de samenstelling normaal gesproken op elk punt in het mengsel constant is.

De samenstelling van een gasesmengsel wordt vaak uitgedrukt in molaire fracties: x_i = n_i / n_tot, waarbij n_i het aantal mol van component i is en n_tot het totale aantal mol in het mengsel. De partiële druk van component i volgt de wet van Dalton: P_i = x_i P_tot. Voor ideale gassen is de volumeverhouding van elk gas gelijk aan zijn molaire fractie, en geldt P V = n_tot R T voor het mengsel.

Naast Dalton's wet is de voortgang van het mengsel afhankelijk van de eigenschappen van de componenten, zoals molaire massa en interacties. De gemeten eigenschappen van een gasesmengsel, zoals de gemiddelde molaire massa M_mix = Σ x_i M_i, kunnen worden benaderd door gewogen gemiddelden. Bij ideale gasgedragingen volstaat de ideale gaswet voor het hele mengsel; bij hoge drukken of sterke interacties treden non-ideale afwijkingen op, uitgedrukt in factoren als de compressibiliteitsfactor Z.

Voorbeelden en toepassingen: lucht is een bekend gasesmengsel (ongeveer 78% stikstof, 21% zuurstof, rest argon, kooldioxide en overige gassen). Aardgas bestaat hoofdzakelijk uit methaan met kleine hoeveelheden CO2, N2 en H2S. Gasmengsels worden gescheiden of gezuiverd door compressie, cryogene distillatie, advertenties of membraanprocessen. Diffusie en effusie beschrijven hoe componenten zich in een mengsel separeren, met snelheid die afhankelijk is van de molmassa volgens wetten als graham.