Massaosuus yhdistekaavassa. Kemiallisten alkuaineiden massaosuuden laskeminen aineen kaavan mukaan

Jopa yksi gramma ainetta voi sisältää jopa tuhat erilaista yhdistettä. Jokainen yhdiste on vastuussa tietystä aineen ominaisuudesta, ja tapahtuu, että tämä ei ole tietty aine, vaan seos. Joka tapauksessa tilanne syntyy usein kemiallisen jätteen loppusijoituksen tuotannossa ja uusioraaka-aineiden käytön tehtävissä. Kemialliset reaktiot, jotka mahdollistavat tietyn aineen löytämisen ja eristämisen, ovat hallitsevia. Mutta tätä varten sinun on ensin opittava löytämään massaosuus.

Aineen massaosuuden käsite heijastaa sen sisältöä ja pitoisuutta monimutkaisessa kemiallisessa rakenteessa, olipa kyseessä sitten seos tai seos. Kun tiedetään lejeeringin tai seoksen kokonaismassa, voidaan löytää niiden aineosien massat, jos niiden massaosuudet tunnetaan. Kuinka löytää massaosuus, kaava ilmaistaan yleensä murto-osana: aineen massaosuus on aineen massa / koko seoksen massa.

Tehdään pieni kokeilu! Tätä varten tarvitsemme kemiallisten alkuaineiden jaksollisen taulukon. Mendelejev, vaaka ja laskin.

Kuinka löytää aineen massaosuus

On tarpeen määrittää aineen massaosuus, aine on seoksen muodossa. Aluksi laitoimme itse aineen vaa'alle. Sain paljon tavaraa. Kun tiedämme tietyn aineen massan seoksessa, voimme helposti saada sen massaosuuden. Esimerkiksi siellä on 170g. vettä. Ne sisältävät 30 grammaa kirsikkamehua. Kokonaispaino = 170 + 30 = 230 grammaa. Jaa kirsikkamehun massa seoksen kokonaismassalle: 30/200=0,15 tai 15%.

Kuinka löytää liuoksen massaosuus

Ratkaisu tähän ongelmaan saattaa olla tarpeen määritettäessä elintarvikeliuosten (etikka) tai lääkkeiden pitoisuutta. Ottaen huomioon KOH-liuoksen, joka tunnetaan myös nimellä kaliumhydroksidi, massa, joka painaa 400 grammaa. KOH (itse aineen massa) on 80 grammaa. On tarpeen löytää sapen massaosa tuloksena olevasta liuoksesta. Liuoksen kaava: KOH (kaliumhydroksidiliuoksen massa) 300 g, liuenneen aineen massa (KOH) 40 g. Etsi saadusta liuoksesta KOH (alkalin massaosa), t on massaosuus. m- massa, t (aine) = 100 % * m (aine) / m (liuos (aine) Siten KOH (kaliumhydroksidiliuoksen massaosa): t (KOH) = 80 g / 400 g x 100 % = 20 % .

Kuinka löytää hiilen massaosuus hiilivedystä

Tätä varten käytämme jaksollista taulukkoa. Etsimme aineita taulukosta. Taulukko näyttää alkuaineiden atomimassat. 6 hiiltä, joiden atomimassa on 12, ja 12 vetyä, joiden atomimassa on 1, m (C6H12) \u003d 6 x 12 + 12 x 1 \u003d 84 g / mol, ω (C) \u003d 6 m1 (C) / m (C6H12) \u003d 6 x 12/84 = 85 %

Massaosuuden määritys tuotannossa suoritetaan erityisissä kemian laboratorioissa. Aluksi otetaan pieni näyte, jolla testataan erilaisia kemiallisia reaktioita. Tai he ottavat käyttöön lakmuskokeet, jotka voivat osoittaa tietyn komponentin läsnäolon. Kun olet selvittänyt aineen alkuperäisen rakenteen, voit aloittaa komponenttien eristämisen. Tämä saavutetaan yksinkertaisilla kemiallisilla reaktioilla, kun yksi aine joutuu kosketuksiin toisen kanssa ja saadaan uusi, saostuminen on mahdollista. On olemassa kehittyneempiä menetelmiä, kuten elektrolyysi, lämmitys, jäähdytys, haihdutus. Tällaiset reaktiot vaativat suuria teollisuuslaitteita. Tuotantoa tuskin voi tietenkään kutsua ympäristöystävälliseksi, mutta nykyaikaiset jätteenkäsittelytekniikat mahdollistavat luonnonkuormituksen minimoimisen.

1700-luvulta lähtien Kemia ei ole enää kuvaava tiede. Kemistit alkoivat käyttää laajalti menetelmiä aineen erilaisten parametrien mittaamiseen. Vaakojen suunnittelua parannettiin yhä enemmän, mikä mahdollisti kaasumaisten aineiden näytteiden massojen määrittämisen, massan lisäksi mitattiin myös tilavuus ja paine. Kvantitatiivisten mittausten käyttö mahdollisti kemiallisten muutosten olemuksen ymmärtämisen, monimutkaisten aineiden koostumuksen määrittämisen.

Kuten jo tiedät, monimutkaisen aineen koostumus sisältää kaksi tai useampia kemiallisia alkuaineita. Ilmeisesti kaiken aineen massa koostuu sen ainesosien massoista. Tämä tarkoittaa, että jokainen alkuaine muodostaa tietyn osan aineen massasta.

Aineessa olevan alkuaineen massaosuus on merkitty latinalaisella pienellä kirjaimella w (double-ve) ja se osoittaa tälle alkuaineelle kuuluvan osuuden (osan massasta) aineen kokonaismassasta. Tämä arvo voidaan ilmaista yksikön murto-osina tai prosentteina (kuva 69). Tietenkin elementin massaosuus kompleksisessa aineessa on aina pienempi kuin yksikkö (tai alle 100 %). Loppujen lopuksi osa kokonaisuudesta on aina pienempi kuin kokonaisuus, aivan kuten appelsiiniviipale on pienempi kuin appelsiini.

Riisi. 69.
Elohopeaoksidin alkuainekoostumuskaavio

Esimerkiksi elohopeaoksidi HgO sisältää kaksi alkuainetta - elohopeaa ja happea. Kun 50 g tätä ainetta kuumennetaan, saadaan 46,3 g elohopeaa ja 3,7 g happea. Laske elohopean massaosa monimutkaisessa aineessa:

Tämän aineen hapen massaosuus voidaan laskea kahdella tavalla. Määritelmän mukaan hapen massaosuus elohopeaoksidissa on yhtä suuri kuin hapen massan suhde elohopeaoksidin massaan:

Kun tiedetään, että aineen alkuaineiden massaosien summa on yksi (100%), hapen massaosuus voidaan laskea erotuksen avulla:

Alkuaineiden massaosien löytämiseksi ehdotetulla menetelmällä on tarpeen suorittaa monimutkainen ja aikaa vievä kemiallinen koe kunkin alkuaineen massan määrittämiseksi. Jos monimutkaisen aineen kaava tunnetaan, sama ongelma ratkaistaan paljon helpommin.

Alkuaineen massaosuuden laskemiseksi kerro sen suhteellinen atomimassa tietyn alkuaineen atomien lukumäärällä kaavassa ja jaa aineen suhteellisella molekyylimassalla.

Esimerkiksi vesi (kuva 70):

Harjoitellaan ongelmien ratkaisemista monimutkaisten aineiden alkuaineiden massaosien laskemiseksi.

Tehtävä 1. Laske alkuaineiden massaosuudet ammoniakissa, jonka kaava on NH 3.

Tehtävä 2. Laske alkuaineiden massaosuudet rikkihapossa, jonka kaava on H 2 SO 4.

Kemistien on useammin ratkaistava käänteinen ongelma: määritettävä monimutkaisen aineen kaava alkuaineiden massaosien perusteella.

Miten tällaiset ongelmat ratkaistaan, havainnollistetaan yhdellä historiallisella esimerkillä.

Tehtävä 3. Luonnollisista mineraaleista - tenoriitista ja kupriitista - eristettiin kaksi kupariyhdistettä hapen kanssa (oksideja) (kuva 71). Ne erosivat toisistaan värin ja elementtien massaosuuksien suhteen. Tenoriitista eristetyssä mustassa oksidissa (kuva 72) kuparin massaosuus oli 80 % ja hapen massaosuus 20 %. Kupriitista eristetyssä punaisessa kuparioksidissa alkuaineiden massaosuudet olivat 88,9 % ja 11,1 %. Mitkä ovat näiden monimutkaisten aineiden kaavat? Ratkaisemme nämä kaksi yksinkertaista ongelmaa.

Riisi. 71. Mineraali kupriitti
Riisi. 72. Tenoriittimineraalista eristetty musta kuparioksidi

3. Tuloksena oleva suhde on vähennettävä kokonaislukujen arvoihin: loppujen lopuksi kaavan indeksit, jotka osoittavat atomien lukumäärän, eivät voi olla murto-osia. Tätä varten saadut luvut on jaettava pienemmällä niistä (meidän tapauksessamme ne ovat yhtä suuret).

Ja nyt tehdään tehtävästä hieman monimutkaisempi.

Tehtävä 4. Alkuaineanalyysin mukaan kalsinoidulla karvasuolalla on seuraava koostumus: magnesiumin massaosuus 20,0 %, rikin massaosuus - 26,7 %, hapen massaosuus - 53,3 %.

Kysymyksiä ja tehtäviä

Mitä kutsutaan yhdisteen alkuaineen massaosuudeksi? Miten tämä arvo lasketaan?
Laske alkuaineiden massaosuudet seuraavissa aineissa: a) hiilidioksidi CO 2; b) kalsiumsulfidi CaS; c) natriumnitraatti NaNO3; d) alumiinioksidi A1 2 O 3.
Missä typpilannoitteista typpiravinteen massaosuus on suurin: a) ammoniumkloridi NH 4 C1; b) ammoniumsulfaatti (NH4)2S04; c) urea (NH 2) 2 CO?
Rikkikiisukiven mineraalissa 7 g rautaa vastaa 8 g rikkiä. Laske tämän aineen kunkin alkuaineen massaosuudet ja määritä sen kaava.
Typen massaosuus yhdessä sen oksideista on 30,43 % ja hapen massaosa on 69,57 %. Määritä oksidin kaava.
Keskiajalla potaska-nimistä ainetta uutettiin tulen tuhkasta ja sitä käytettiin saippuan valmistukseen. Tämän aineen alkuaineiden massaosuudet ovat: kalium - 56,6%, hiili - 8,7%, happi - 34,7%. Määritä potaskan kaava.

Ohje

Aineen massaosuus saadaan kaavasta: w \u003d m (c) / m (cm), missä w on aineen massaosuus, m (c) on aineen massa, m (cm) on seoksen massa. Jos se on liuennut, se näyttää tältä: w \u003d m (c) / m (p-ra), missä m (p-ra) on liuoksen massa. Liuoksen massa voidaan tarvittaessa löytää myös: m (p-ra) \u003d m (c) + m (p-la), missä m (p-la) on liuottimen massa. Haluttaessa massaosuus voidaan kertoa 100 %:lla.

Jos massan arvoa ei ole annettu ongelman tilassa, se voidaan laskea useilla kaavoilla, ehdon tiedot auttavat sinua valitsemaan oikean. Ensimmäinen kaava: m = V * p, jossa m on massa, V on tilavuus, p on tiheys. Seuraava kaava näyttää tältä: m \u003d n * M, missä m on massa, n on aineen määrä, M on moolimassa. Moolimassa puolestaan muodostuu aineen muodostavien alkuaineiden atomimassoista.

Ymmärtääksemme tätä materiaalia paremmin, ratkaistaan ongelma. Kupari- ja magnesiumlastujen seosta, joka painoi 1,5 g, käsiteltiin ylimäärällä. Reaktion seurauksena vetyä tilavuudella 0,56 l (). Laske kuparin massaosuus seoksessa.
Kun tämä tehtävä ohitetaan, kirjoitamme sen yhtälön muistiin. Kahdesta aineesta, joissa on ylimäärä suolahappoa, vain magnesium: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2. Kuparin massaosuuden löytämiseksi seoksesta on tarpeen korvata arvot seuraavassa kaavassa: w(Cu) = m(Cu)/m(cm). Seoksen massa on annettu, löydämme kuparin massa: m (Cu) \u003d m (cm) - m (Mg). Etsimme massaa: m (Mg) \u003d n (Mg) * M (Mg). Reaktioyhtälö auttaa sinua löytämään magnesiumaineen määrän. Löydämme vetyaineen määrän: n \u003d V / Vm \u003d 0,56 / 22,4 \u003d 0,025 mol. Yhtälö osoittaa, että n(H2) = n(Mg) = 0,025 mol. Laskemme magnesiumin massan tietäen, että mooli on 24 g / mol: m (Mg) \u003d 0,025 * 24 \u003d 0,6 g. Löydämme kuparin massa: m (Cu) \u003d 1,5 - 0,6 \u003d 0,9 g. Laske jäljelle jäävä massaosuus: w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 tai 60 %.

Liittyvät videot

Huomautus

Massaosuus ei voi olla suurempi kuin yksi tai prosentteina ilmaistuna suurempi kuin 100 %.

Lähteet:

"Kemian käsikirja", G.P. Khomchenko, 2005.
Myynnin osuuden laskeminen alueittain

Massaosuus osoittaa prosentteina tai jakeina aineen pitoisuuden missä tahansa aineen koostumuksen liuoksessa tai alkuaineessa. Kyky laskea massaosuus on hyödyllinen paitsi kemian tunneilla, myös silloin, kun haluat valmistaa liuosta tai seosta esimerkiksi kulinaarisiin tarkoituksiin. Tai muuta prosenttiosuutta jo koostumuksessasi.

Ohje

Esimerkiksi talveksi tarvitset vähintään 15 kuutiometriä. metriä koivupolttopuita.
Etsi koivupolttopuun vertailutiheys. Se on: 650 kg/m3.
Laske massa korvaamalla arvot samaan ominaispainokaavaan.

m = 650 * 15 = 9750 (kg)

Nyt voit päättää korin kantokyvyn ja kapasiteetin perusteella ajoneuvotyypin ja matkojen määrän.

Liittyvät videot

Huomautus

Vanhemmat ihmiset tuntevat ominaispainon paremmin. Aineen ominaispaino on sama kuin ominaispaino.

Aineen massaosuus osoittaa sen sisällön monimutkaisemmassa rakenteessa, esimerkiksi seoksessa tai seoksessa. Jos seoksen tai lejeeringin kokonaismassa tiedetään, voidaan tietää niiden massat, kun tiedetään ainesosien massaosuudet. Aineen massaosuuden selvittämiseksi voit tietää sen massan ja koko seoksen massan. Tämä arvo voidaan ilmaista murto-osina tai prosentteina.

Tarvitset

vaa'at;
kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä;
laskin.

Ohje

Määritä seoksessa olevan aineen massaosuus seoksen ja itse aineen massoista. Määritä seoksen muodostavat massat vaa'alla tai . Taita ne sitten ylös. Ota tuloksena oleva massa 100 %:ksi. Saadaksesi selville aineen massaosuuden seoksessa jakamalla sen massa m seoksen M massalla ja kertomalla tulos 100 %:lla (ω%=(m/M)∙100%). Esimerkiksi 20 g ruokasuolaa liuotetaan 140 g:aan vettä. Suolan massaosuuden selvittämiseksi laske yhteen näiden kahden aineen massat М=140+20=160 g ja laske sitten aineen massaosuus ω%=(20/160)∙100%=12,5%.

Jos haluat löytää tai massaosuuden aineesta, jonka kaava tunnetaan, käytä alkuaineiden jaksollista taulukkoa. Etsi siitä aineissa olevien alkuaineiden atomimassat. Jos yksi on kaavassa useita kertoja, kerro sen atomimassa tällä luvulla ja laske tulokset yhteen. Tämä on aineen molekyylipaino. Sellaisen aineen minkä tahansa alkuaineen massaosuuden selvittämiseksi jaa sen massaluku annetussa kemiallisessa kaavassa M0 tietyn aineen M molekyylipainolla. Kerro tulos 100 %:lla (ω%=(M0/M)∙100 %).

Määritä esimerkiksi kuparisulfaatin kemiallisten alkuaineiden massaosuus. Kuparilla (kupari II sulfaatti) on kemiallinen kaava CuSO4. Sen koostumukseen sisältyvien alkuaineiden atomimassat ovat Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, näiden alkuaineiden massaluvut ovat yhtä suuria kuin M0(Cu)=64 , M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, ottaen huomioon, että molekyyli sisältää 4 atomia. Laske aineen molekyylipaino, se on yhtä suuri kuin molekyylin muodostavien aineiden massalukujen summa 64+32+64=160. Määritä kuparin (Cu) massaosuus kuparisulfaatin koostumuksesta (ω%=(64/160)∙100%)=40%. Samalla periaatteella on mahdollista määrittää tämän aineen kaikkien alkuaineiden massaosuudet. Rikin massaosuus (S) ω%=(32/160)∙100%=20%, happi (O) ω%=(64/160)∙100%=40%. Huomaa, että aineen kaikkien massaosien summan on oltava 100 %.

Alkuaineen massaosuus ω (E)% on aineen otetussa molekyylissä olevan tietyn alkuaineen m (E) massan suhde tämän aineen molekyylipainoon Mr (in-va).

Alkuaineen massaosuus ilmaistaan yksikön murto-osina tai prosentteina:

ω (E) \u003d m (E) / herra (in-va) (1)

ω % (E) \u003d m (E) 100 % / herra (in-va)

Aineen kaikkien alkuaineiden massaosien summa on 1 tai 100 %.

Yleensä alkuaineen massaosuuden laskemiseksi osa aineesta otetaan yhtä suureksi kuin aineen moolimassa, jolloin tietyn elementin massa tässä osassa on yhtä suuri kuin sen moolimassa kerrottuna tietyn alkuaineen atomit molekyylissä.

Joten aineelle A x B y yksikön murto-osina:

ω (A) \u003d Ar (E) X / herra (in-va) (2)

Suhteesta (2) johdetaan laskentakaava aineen kemiallisen kaavan indeksien (x, y) määrittämiseksi, jos molempien alkuaineiden massaosuudet ja aineen moolimassa tunnetaan:

X \u003d ω % (A) herra (in-va) / Ar (E) 100 % (3)

Jakamalla ω% (A) ω%:lla (B), ts. muuntamalla kaavan (2), saamme:

ω(A) / ω(B) = X Ar(A) / Y Ar(B) (4)

Laskentakaava (4) voidaan muuntaa seuraavasti:

X: Y \u003d ω % (A) / Ar (A) : ω % (B) / Ar (B) \u003d X (A) : Y (B) (5)

Laskentakaavoja (3) ja (5) käytetään aineen kaavan määrittämiseen.

Jos tiedetään aineen molekyylin atomien lukumäärä jollekin alkuaineelle ja sen massaosuus, aineen moolimassa voidaan määrittää:

herra (in-va) \u003d Ar (E) X / W (A)

Esimerkkejä ongelmien ratkaisemisesta monimutkaisen aineen kemiallisten alkuaineiden massaosien laskemiseksi

Kemiallisten alkuaineiden massaosien laskenta monimutkaisessa aineessa

Esimerkki 1. Määritä kemiallisten alkuaineiden massaosuudet rikkihapossa H 2 SO 4 ja ilmaise ne prosentteina.

Päätös

1. Laske rikkihapon suhteellinen molekyylipaino:

herra (H 2 SO 4) \u003d 1 2 + 32 + 16 4 \u003d 98

2. Laskemme alkuaineiden massaosuudet.

Tätä varten elementin massan numeerinen arvo (ottaen huomioon indeksi) jaetaan aineen moolimassalla:

Kun tämä otetaan huomioon ja elementin massaosuus merkitään kirjaimella ω, massaosien laskelmat suoritetaan seuraavasti:

ω(H) = 2: 98 = 0,0204 tai 2,04 %;

ω(S) = 32: 98 = 0,3265 tai 32,65 %;

ω(O) \u003d 64: 98 \u003d 0,6531 tai 65,31 %

Esimerkki 2. Määritä kemiallisten alkuaineiden massaosuudet alumiinioksidissa Al 2 O 3 ja ilmaise ne prosentteina.

Päätös

1. Laske alumiinioksidin suhteellinen molekyylipaino:

herra (Al 2 O 3) \u003d 27 2 + 16 3 \u003d 102

2. Laskemme alkuaineiden massaosuudet:

ω(Al) = 54: 102 = 0,53 = 53 %

ω(O) = 48: 102 = 0,47 = 47 %

Kuinka laskea aineen massaosuus kiteisessä hydraatissa

Aineen massaosuus on systeemissä olevan tietyn aineen massan suhde koko järjestelmän massaan, ts. ω(X) = m(X)/m,

missä ω(X) - aineen X massaosuus,

m(X) - aineen X massa,

m - koko järjestelmän massa

Massaosuus on dimensioton suure. Se ilmaistaan yksikön murto-osana tai prosentteina.

Esimerkki 1. Määritä kiteytysveden massaosuus bariumklorididihydraatissa BaCl 2 2H 2 O.

Päätös

BaCl 2 2H 2 O:n moolimassa on:

M (BaCl 2 2H 2O) \u003d 137 + 2 35,5 + 2 18 \u003d 244 g/mol

Kaavasta BaCl 2 2H 2 O seuraa, että 1 mooli bariumklorididihydraattia sisältää 2 moolia H 2 O. Tästä voidaan määrittää BaCl 2 2H 2 O:n sisältämän veden massa:

m(H20) = 2 x 18 = 36 g.

Löydämme kiteytysveden massaosuuden bariumklorididihydraatista BaCl 2 2H 2 O.

ω (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / m (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 36/244 \u003d 0,1475 \u003d 14,75 %.

Esimerkki 2. 5,4 g painoinen hopea eristettiin 25 g painoisesta kivinäytteestä, joka sisälsi mineraaliargentiittia Ag 2 S. Määritä argentiitin massaosuus näytteestä.

Määritä hopeaaineen määrä argentiitissa:

n (Ag) \u003d m (Ag) / M (Ag) = 5,4 / 108 = 0,05 mol.

Kaavasta Ag 2 S seuraa, että argentiittiaineen määrä on puolet hopeaaineen määrästä.

Määritä argentiittiaineen määrä:

n (Ag 2 S) \u003d 0,5 n (Ag) \u003d 0,5 0,05 \u003d 0,025 mol

Laskemme argentiitin massan:

m (Ag 2 S) \u003d n (Ag 2 S) M (Ag2S) = 0,025 248 \u003d 6,2 g.

Nyt määritetään argentiitin massaosuus kivinäytteestä, joka painaa 25 g.

ω (Ag 2 S) \u003d m (Ag 2 S) / m \u003d 6,2 / 25 \u003d 0,248 \u003d 24,8 %.