Зная молярный состав природного газа определить массовый состав и плотность газа

Для расчета возьмем 100 моль (∑ni) смеси природного газа (ПГ) заданного состава.
Рассчитаем количество моль каждого компонента.
ni = φi·∑ni
Где φi – молярная доля компонента СПГ
Компонент Мi, г/моль Молярная доля компонента СПГ φi
ni, моль
СН4
16 0,924 92,4
С2Н6 30 0,021 2,1
С3Н8 44 0,013 1,3
С4Н10 58 0,013 1,3
С5Н12 72 0,003 0,3
N2 28 0,026 2,6
Сумма
∑φi = 1,000 ∑ni = 100
Рассчитаем массу каждого компонента по формуле:
mi = ni· Мi
Где Мi – молярная масса соединения, г/моль
Компонент Мi, г/моль ni, моль mi, г
СН4
16 92,4 92,4*16 = 1478,4
С2Н6 30 2,1 2,1*30 = 63
С3Н8 44 1,3 1,3*44 = 57,2
С4Н10 58 1,3 1,3*58 = 75,4
С5Н12 72 0,3 0,3*72 = 21,6
N2 28 2,6 2,6*28 = 72,8
Сумма
∑ni = 100 ∑mi = 1768,4
Рассчитаем массовую долю каждого компонента ПГ:
Wi = mi/∑mi
Компонент Мi, г/моль mi, г Массовая доля компонента ПГ
Wi
СН4
16 1478,4 1478,4/1768,4 = 0,8360
С2Н6 30 63 63/1768,4 = 0,0356
С3Н8 44 57,2 57,2/1768,4 = 0,0323
С4Н10 58 75,4 75,4/1768,4 = 0,0426
С5Н12 72 21,6 21,6/1768,4 = 0,0122
N2 28 72,8 72,8/1768,4 = 0,0412
Сумма
∑mi = 1768,4 ∑Wi = 1,0000
Плотность ПГ определим при нормальных условиях (н.у.)
t = 0°C.
T = 273 K
P = 101325 Па
n = 100 моль.
m = 1768,4 (г) = 1,7684 (кг)
Пользуясь уравнением Менделеева-Клайперона, рассчитаем объем газа:
V=nRTP=100∙8,314∙273101325=2,24 (м3)
Плотность СПГ:
ρ=mV=1,76842,24=0,7895 (кг/м3)
Ответ: Массовый состав природного газа
Компонент Молярная доля компонента ПГ Массовая доля компонента ПГ
СН4
0,924 0,8360
С2Н6 0,021 0,0356
С3Н8 0,013 0,0323
С4Н10 0,013 0,0426
С5Н12 0,003 0,0122
N2 0,026 0,0412
Плотность СПГ: 0,7895 кг/м3