Як вирішувати масу часток елементів. Масова частка елемента в складній речовині - Гіпермаркет знань

Масова частка елемента ω (Е)% - це відношення маси даного елемента m (Е) в узятій молекулі речовини до молекулярної масі цієї речовини Mr (в-ва).

Масову частку елемента виражають в частках від одиниці або у відсотках:

ω (Е) = m (Е) / Мr (в-ва) (1)

ω% (Е) = m (Е) · 100% / Мr (в-ва)

Сума масових часток усіх елементів речовини дорівнює 1 або 100%.

Як правило, для розрахунків масової частки елемента беруть порцію речовини, що дорівнює молярної маси речовини, тоді маса даного елемента в цій порції дорівнює його молярній масі, помноженої на число атомів даного елемента в молекулі.

Так, для речовини А x В y в частках від одиниці:

ω (A) = Ar (Е) · Х / Мr (в-ва) (2)

З пропорції (2) виведемо розрахункову формулу для визначення індексів (х, y) в хімічній формулі речовини, якщо відомі масові частки обох елементів і молярна маса речовини:

Х = ω% (A) · Mr (в-ва) / Аr (Е) · 100% (3)

Розділивши ω% (A) на ω% (В), тобто перетворивши формулу (2), отримаємо:

ω (A) / ω (В) = Х · Ar (А) / У · Ar (В) (4)

Розрахункову формулу (4) можна перетворити в такий спосіб:

Х: У = ω% (A) / Ar (А): ω% (В) / Ar (В) = X (А): У (В) (5)

Розрахункові формули (3) і (5) використовують для визначення формули речовини.

Якщо відомі число атомів в молекулі речовини для одного з елементів і його масова частка, можна визначити молярну масу речовини:

Mr (в-ва) = Ar (Е) · Х / W (A)

Приклади розв'язання задач на обчислення масових часток хімічних елементів у складній речовині

Обчислення масових часток хімічних елементів у складній речовині

Приклад 1. Визначте масові частки хімічних елементів в сірчаної кислоти H 2 SO 4 і висловіть їх у відсотках.

Рішення

1. Обчислюємо відносну молекулярну масу сірчаної кислоти:

Mr (H 2 SO 4) = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98

2. Обчислюємо масові частки елементів.

Для цього чисельне значення маси елемента (з урахуванням індексу) ділять на молярну масу речовини:

З огляду на це і позначаючи масову частку елемента буквою ω, обчислення масових часток проводять так:

ω (Н) = 2: 98 = 0,0204, або 2,04%;

ω (S) = 32: 98 = 0,3265, або 32,65%;

ω (О) = 64: 98 = 0,6531, або 65,31%

Приклад 2. Визначте масові частки хімічних елементів в оксиді алюмінію Al 2 O 3 і висловіть їх у відсотках.

Рішення

1. Обчислюємо відносну молекулярну масу оксиду алюмінію:

Mr (Al 2 O 3) = 27 · 2 + 16 · 3 = 102

2. Обчислюємо масові частки елементів:

ω (Al) = 54: 102 = 0,53 = 53%

ω (O) = 48: 102 = 0,47 = 47%

Як обчислити масову частку речовини в кристалогідраті

Масова частка речовини - відношення маси даної речовини в системі до маси всієї системи, тобто ω (Х) = m (Х) / m,

де ω (X) - масова частка речовини Х,

m (X) - маса речовини Х,

m - маса всієї системи

Масова частка - безрозмірна величина. Її виражають в частках від одиниці або у відсотках.

Приклад 1. Визначте масову частку кристалізаційної води в дигідрат хлориду барію BaCl 2 · 2H 2 O.

Рішення

Молярна маса BaCl 2 · 2H 2 O становить:

М (BaCl 2 · 2H 2 O) = 137+ 2 · 35,5 + 2 · 18 = 244 г / моль

З формули BaCl 2 · 2H 2 O слід, що 1 моль дигидрата хлориду барію містить 2 моль H 2 O. Звідси можна визначити масу води, що міститься в BaCl 2 · 2H 2 O:

m (H2O) = 2 · 18 = 36 м

Знаходимо масову частку кристалізаційної води в дигідрат хлориду барію BaCl 2 · 2H 2 O.

ω (H 2 O) = m (H 2 O) / m (BaCl 2 · 2H 2 O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75%.

Приклад 2. З зразка гірської породи масою 25 г, що містить мінерал аргентит Ag 2 S, виділено срібло масою 5,4 г. Визначте масову частку аргентиту в зразку.

Визначаємо кількість речовини срібла, що знаходиться в аргентит:

n (Ag) = m (Ag) / M (Ag) = 5,4 / 108 = 0,05 моль.

З формули Ag 2 S випливає, що кількість речовини аргентиту в два рази менше кількості речовини срібла.

Визначаємо кількість речовини аргентиту:

n (Ag 2 S) = 0,5 · n (Ag) = 0,5 · 0,05 = 0,025 моль

Розраховуємо масу аргентиту:

m (Ag 2 S) = n (Ag 2 S) · М (Ag2S) = 0,025 · 248 = 6,2 м

Тепер визначаємо масову частку аргентиту в зразку гірської породи, масою 25 г.

ω (Ag 2 S) = m (Ag 2 S) / m = 6,2 / 25 = 0,248 = 24,8%.

Що ж таке масова частка? наприклад, масова частка хімічного елемента - це відносно маси елемента до маси всього речовини. Масова частка може виражатися як у відсотках, так і долях.

Де ж може застосовуватися масова частка?

Ось одні з напрямків:

Визначення елементарного складу складної хімічної речовини

Знаходження маси елемента по масі складного речовини

Для розрахунків використовується калькулятор Молярна маса речовини онлайн з розширеними даними які можна побачити якщо користуватись XMPP запитом.

Розрахунок подібних завдань, що вказані вище, при застосували цієї сторінки стають ще простіше, зручніше і точніше. До речі про точність. У шкільних підручниках чомусь молярні маси елементів округлені до цілих значень, що для вирішення шкільних завдань це цілком згодиться, хоча насправді молярні маси кожного хімічного елемента періодично вдаються до коригування.

Наш калькулятор не прагне показати високу точність (вище 5-ти знаків після коми), хоча в цьому немає нічого складного. Здебільшого, ті атомні маси елементів, які використовують калькулятор, достатні для вирішення поставлених завдань на визначення масових часток елементів

Але для тих педантів :), яким важлива точність, хотілося б порекомендувати посилання Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Element sв якій відображені всі хімічні елементи, їх відносні атомні маси, а також маси всіх ізотопів кожного з елементу.

Ось і все, що хотілося б сказати. Тепер будемо розглядати конкретні завдання і як їх вирішувати. Зауважте що незважаючи на те, що вони все різнорідні, вони в своїй суті спираються на молярну масу речовини і масові частки елементів в цій речовині

На початок осені 2017 року, я додав ще один калькульятор молярний частки речовини і кількість атомів, який допоможе вирішувати завдання на масу чистого речовини в складній речовині, кількість моль в речовині і в кожному елементі, а також кількість атомів / молекул в речовині.

приклади

Вирахує масову частку елементів в міді сульфат CuSO 4

Запит дуже простий, просто пишемо формулу і отримуємо результат який і буде нашою відповіддю

Як уже сказано в шкільних підручниках йде досить угрубленние значення, тому не дивуйтеся якщо у відповідях паперових книг Ви побачите Cu = 40%, O = 40%, S = 20%.Це скажімо так "побічні ефекти" спрощення шкільного матеріалу, для учнів. Для реальних завдань наша відповідь (відповідь бота) природно більш точний.

Якщо мова йшла про те, що б висловити в частках а не відсотках, то ділимо відсотки кожного з елементів на 100 і отримуємо відповідь в частках.

Скільки натрію міститься в 10 тоннах кріоліна Na3?

Введемо формулу кріоліна і отримаємо такі дані

З отриманих даних ми бачимо, що в 209,9412 кількості речовини міститься 68,96931 кількості натрію.

В грамах ми будемо це вимірювати, в кілограмах або тоннах для співвідношення це нічого не змінюється.

Тепер залишилося побудувати інший відповідник де у нас є 10 тон вихідної речовини і невідома кількість натрію

Це вийшла типова пропорція. Можна звичайно скористатися ботом Розрахунок пропорцій і співвідношень але дана пропорція настільки проста, що зробимо це ручками.

209,9412 відноситься до 10 (тоннам) як 68,96391 до невідомого числа.

Таким чином кількість натрію (в тоннах) в кріоліне складе 68.96391 * 10 / 209.9412 = 3.2849154906231 тонни натрію.

Знову ж для школи іноді доведеться округляти до цілого числа масовий вміст елементів в речовині, але відповідь фактично не сильно відрізняється від попереднього

69*10/210=3.285714

Точність до сотих часток збігається.

Обчислити скільки кисню міститься в 50 тоннах фосфату кальцію Ca3 (PO4) 2?

Масові частки заданого речовини наступні

Та ж сама пропорція що і в попередній задачі 310.18272 відноситься до 50 (тоннам) так само як і 127.9952 до невідомої величиною

відповідь 20,63 тонни кисню знаходиться в заданій масі речовини.

Якщо ж ми додамо до формули службовий символ знак оклику, що говорить нам про те що завдання шкільна (використовуються грубі округлення атомних мас до цілих чисел), то відповідь отримаємо наступний.

Де ж може застосовуватися масова частка?

Ось одні з напрямків:

Визначення елементарного складу складної хімічної речовини

Знаходження маси елемента по масі складного речовини

приклади

Вирахує масову частку елементів в міді сульфат CuSO 4

Запит дуже простий, просто пишемо формулу і отримуємо результат який і буде нашою відповіддю

Скільки натрію міститься в 10 тоннах кріоліна Na3?

Введемо формулу кріоліна і отримаємо такі дані

З отриманих даних ми бачимо, що в 209,9412 кількості речовини міститься 68,96931 кількості натрію.

В грамах ми будемо це вимірювати, в кілограмах або тоннах для співвідношення це нічого не змінюється.

Тепер залишилося побудувати інший відповідник де у нас є 10 тон вихідної речовини і невідома кількість натрію

209,9412 відноситься до 10 (тоннам) як 68,96391 до невідомого числа.

Таким чином кількість натрію (в тоннах) в кріоліне складе 68.96391 * 10 / 209.9412 = 3.2849154906231 тонни натрію.

69*10/210=3.285714

Точність до сотих часток збігається.

Обчислити скільки кисню міститься в 50 тоннах фосфату кальцію Ca3 (PO4) 2?

Масові частки заданого речовини наступні

відповідь 20,63 тонни кисню знаходиться в заданій масі речовини.

Пропорція буде вже ось такий

310 відноситься до 50 (тоннам) так само як і 128 до невідомої величиною. І відповідь

20,64 тонни

Якось так:)

Удачі в розрахунках !!

1. Заповніть пропуски в пропозиціях.

а) У математиці "частка" - це відносини частини до цілого. Для розрахунку масової частки елемента потрібно його відносну атомну масу помножити на число атомів даного елемента у формулі і розділити на відносну молекулярну масу речовини.

б) Сума масових часток усіх елементів, що входять до складу речовини, дорівнює 1 або 100%.

2. Запишіть математичні формули для знаходження масових часток елементів, якщо:

а) формула речовини - P 2 O 5, M r = 2 * 31 + 5 * 16 = 142
w (P) = 2 * 31/132 * 100% = 44%
w (O) = 5 * 16/142 * 100% = 56% або w (O) = 100-44 = 56.

б) формула вещство - A x B y
w (A) = Ar (A) * x / Mr (AxBy) * 100%
w (B) = Ar (B) * y / Mr (AxBy) * 100%

3. Розраховуйте масові частки елементів:

а) в метані (СН 4)

б) в карбонат натрію (Na 2 CO 3)

4. Порівняйте масові частки зазначених елементів в речовинах і поставте знак<, >або =:

5. У з'єднанні кремнію з воднем масова частка кремнію дорівнює 87,5%, водню 12,5%. Відносна молекулярна маса речовини дорівнює 32. Визначте формулу цієї сполуки.

6. Масові частки елементів в з'єднанні відображені в діаграмі:

Визначте формулу цієї речовини, якщо відомо, що його відносна молекулярна маса дорівнює 100.

7. етилен є природним стимулятором дозрівання плодів: його накопичення в плодах прискорює їх дозрівання. Чим раніше починається накопичення етилену, тим раніше дозрівають плоди. Тому етилен використовують для штучного прискорення дозрівання плодів. Виведіть формулу етилену, якщо відомо, що масова частка вуглецю становить 85,7%, масова частка водню -14,3%. Відносна молекулярна маса цього вещство дорівнює 28.

8. Виведіть хімічну формулу речовини, якщо відомо, що

а) w (Ca) = 36%, w (Cl) = 64%

б) w (Na) 29,1%, w (S) = 40,5%, w (O) = 30,4%.

9. Ляпіс має протимікробні властивості. Ранішого його застосовували для припікання бородавок. У небльшой концентраціях він діє як протизапальний і в'яжучий вредство, але може викликати опіки. Виведіть формулу ляпісу, якщо відомо, що в його склад входить 63,53% срібла, 8,24% азоту, 28,23% кисню.

З курсу хімії відомо, що масовою часткою називають зміст певного елемента в якомусь речовині. Здавалося б, такі знання звичайному дачникові ні до чого. Але не поспішайте закривати сторінку, так як вміння обчислювати масову частку для городника може виявитися дуже навіть корисним. Однак, щоб не заплутатися, давайте поговоримо про все по порядку.

У чому суть поняття «масова частка»?

Масова частка вимірюється у відсотках або просто в десятих. Трохи вище ми говорили про класичному визначенні, яке можна виявити в довідниках, енциклопедіях або шкільних підручниках хімії. Але усвідомити суть зі сказаного не так просто. Отже, припустимо, у нас є 500 г якогось складного речовини. Складного в даному випадку означає те, що воно не є однорідним за своїм складом. За великим рахунком будь-які речовини, якими ми користуємося, є складними, навіть проста кухонна сіль, формула якої - NaCl, тобто вона складається з молекул натрію і хлору. Якщо продовжувати міркування на прикладі повареної солі, то можна припустити, що в 500 грамах солі міститься 400 г натрію. Тоді його масова частка буде 80% або 0,8.

Навіщо це потрібно дачникові?

Думаю, відповідь на це питання ви вже знаєте. Приготування всіляких розчинів, сумішей і т. П. Є невід'ємною частиною господарської діяльності будь-якого городника. У вигляді розчинів використовуються добрива, різні поживні суміші, а також інші препарати, наприклад, стимулятори росту «Епін», «Корневин» і т.д. Крім того, часто доводиться змішувати сухі речовини, наприклад, цемент, пісок і інші компоненти, або звичайну садову землю з придбаним субстратом. При цьому рекомендована концентрація зазначених засобів і препаратів в приготованих розчинах або сумішах в більшості інструкцій наводиться саме в масових частках.

Таким чином, знання як обчислити масову частку елемента в речовині допоможе дачникові правильно приготувати необхідний розчин добрива або поживної суміші, а це, в свою чергу, обов'язково відіб'ється на майбутньому врожаї.

алгоритм обчислення

Отже, масова частка окремого компонента - це відношення його маси до загальної маси розчину або речовини. Якщо отриманий результат потрібно перевести у відсотки, то треба помножити його на 100. Таким чином, формулу для обчислення масової частки можна записати так:

W = Маса речовини / Маса розчину

W = (Маса речовини / Маса розчину) х 100%.

Приклад визначення масової частки

Припустимо, що ми маємо розчин, для приготування якого в 100 мл води було додано 5 г NaCl, і тепер необхідно обчислити концентрацію кухонної солі, тобто її масову частку. Маса речовини нам відома, а маса отриманого розчину являє собою суму двох мас - солі та води і дорівнює 105 м Таким чином, ділимо 5 г на 105 г, множимо результат на 100 і отримуємо шукану величину 4,7%. Саме таку концентрацію матиме соляний розчин.

Більш практична задача

На практиці ж дачнику частіше доводиться стикатися з завданнями іншого роду. Наприклад, необхідно приготувати водний розчин якого-небудь добрива, концентрація якого по масі повинна бути 10%. Щоб точно дотримати рекомендовані пропорції, потрібно визначити, яке знадобиться кількість речовини і в якому обсязі води його потрібно буде розчинити.

Рішення завдання починається в зворотному порядку. Спочатку слід розділити виражену у відсотках масову частку на 100. У результаті отримаємо W = 0,1 - це масова частка речовини в одиницях. Тепер позначимо кількість речовини як х, а кінцеву масу розчину - М. При цьому останню величину складають два доданків - маса води і маса добрива. Тобто М = Мв + х. Таким чином, ми отримуємо просте рівняння:

W = х / (Мв + х)

Вирішуючи його щодо х, отримаємо:

х = W х Мв / (1 - W)

Підставляючи наявні дані, отримуємо наступну залежність:

х = 0,1 х Мв / 0,9

Таким чином, якщо для приготування розчину ми візьмемо 1 л (тобто 1000 г) води, то для приготування розчину потрібної концентрації знадобитися приблизно 111-112 г добрива.

Рішення задач з розведенням або додаванням

Припустимо, ми маємо 10 л (10 000 г) готового водного розчину з концентрацією в ньому нікого речовини W1 = 30% або 0,3. Скільки знадобиться додати в нього води, щоб концентрація знизилася до W2 = 15% або 0,15? В цьому випадку допоможе формула:

Мв = (W1х М1 / W2) - М1

Підставивши вихідні дані, отримаємо, що кількість Води повинне бути:
Мв = (0,3 х 10 000 / 0,15) - 10 000 = 10 000 г

Тобто додати потрібно ті ж 10 л.

Тепер уявімо зворотну задачу - є 10 л водного розчину (М1 = 10 000 г) концентрацією W1 = 10% або 0,1. Потрібно отримати розчин з масовою часткою добрива W2 = 20% або 0,2. Скільки потрібно буде додати вихідної речовини? Для цього потрібно скористатися формулою:

х = М1 х (W2 - W1) / (1 - W2)

Підставивши вихідні значення, отримаємо х = 1 125 м

Таким чином, знання найпростіших основ шкільної хімії допоможе городнику правильно приготувати розчини добрив, поживні субстрати з декількох елементів або суміші для будівельних робіт.