Как находить массовую долю элемента в веществе? Что это такое? Как определить массовую долю элемента в веществе


Как находить массовую долю элемента в веществе? Что это такое?

Что такое массовая доля в химии? Знаете ли вы ответ? Как находить массовую долю элемента в веществе? Сам процесс вычисления вовсе не так сложен. А вы еще испытываете затруднения в подобных задачах? Тогда вам улыбнулась удача, вы нашли эту статью! Интересно? Тогда скорее читайте, сейчас вы все поймете.

Что такое массовая доля?

Итак, для начала выясним, что такое массовая доля. Как находить массовую долю элемента в веществе, ответит любой химик, так как они часто употребляют этот термин при решении задач или во время пребывания в лаборатории. Конечно, ведь ее расчет - их повседневная задача. Чтобы получить определенное количество того или иного вещества в лабораторных условиях, где очень важен точный расчет и все возможные варианты исхода реакций, необходимо знать всего пару простых формул и понимать суть массовой доли. Поэтому эта тема так важна.

Железный купорос

Этот термин обозначается символом “w” и читается как “омега”. Он выражает отношение массы данного вещества к общей массе смеси, раствора или молекулы, выражается дробью или в процентах. Формула расчета массовой доли:

w = m вещества / m смеси.

Преобразуем формулу.

Мы знаем, что m=n*M, где m - масса; n - количество вещества, выраженное в единицах измерения моль; M - молярная масса вещества, выраженная в грамм/моль. Молярная масса численно равна молекулярной. Только молекулярная масса измеряется в атомных единицах масс или а. е. м. Такая единица измерения равна одной двенадцатой доле массы ядра углерода 12. Значение молекулярной массы можно найти в таблице Менделеева.

Количество вещества n нужного объекта в данной смеси, равно индексу, умноженному на коэффициент при данном соединении, что очень логично. Например, чтобы рассчитать количество атомов в молекуле, надо узнать, сколько атомов нужного вещества находится в 1 молекуле = индекс, и умножить это число на количество молекул = коэффициент.

Не стоит бояться таких громоздких определений или формул, в них прослеживается определенная логика, поняв которую, можно даже сами формулы не учить. Молярная масса M равна сумме атомных масс Ar данного вещества. Напомним, что атомная масса - масса 1 атома вещества. То есть исходная формула массовой доли:

w = ( n вещества*M вещества)/m смеси.

Из этого можно сделать вывод, что если смесь состоит из одного вещества, массовую долю которого надо вычислить, то w=1, так как масса смеси и масса вещества совпадают. Хотя смесь априори не может состоять из одного вещества.

Так, с теорией разобрались, но как находить массовую долю элемента в веществе на практике? Сейчас все покажем и расскажем.

Нитрат кальция

Проверка усвоенного материала. Задача легкого уровня

Сейчас мы разберем две задачи: легкого и среднего уровня. Читайте далее!

Необходимо узнать массовую долю железа в молекуле железного купороса FeSO4*7 h3O. Как решить эту задачу? Рассмотрим решение далее.

Решение:

Возьмем 1 моль FeSO4*7 h3O, тогда узнаем количество железа, умножив коэффициент железа на его индекс: 1*1=1. Дан 1 моль железа. Узнаем его массу в веществе: из значения в таблице Менделеева видно, что атомная масса железа 56 а. е. м. = 56 грамм/моль. В данном случае Ar=M. Следовательно, что m железа = n*M = 1 моль* 56 грамм/моль = 56 г.

Теперь нужно найти массу всей молекулы. Она равна сумме масс исходных веществ, то есть 7 моль воды и 1 моль сульфата железа.

m= (n воды* M воды) + (n сульфата железа*M сульфата железа) = (7 моль*(1*2+16) грамм/моль) + (1 моль* (1 моль*56 грамм/моль+1 моль*32 грамм/моль + 4 моль*16 грамм/моль) = 126+152=278 г.

Остается лишь разделить массу железа на массу соединения:

w=56г/278 г=0.20143885~0.2=20%.

Ответ: 20%.

Задача среднего уровня

Решим более сложную задачу. В 500 г воды растворено 34 г нитрата кальция. Нужно найти массовую долю кислорода в полученном растворе.

Решение

Так как при взаимодействии Ca(NO3)2 с водой идет только процесс растворения, а из раствора не выделяются продукты реакции, масса смеси равна сумме масс нитрата кальция и воды.

Схема приготовления раствора

Нам нужно найти массовую долю кислорода в растворе. Обратим внимание на то, что кислород содержится как в растворенном веществе, так и в растворителе. Найдем количество искомого элемента в воде. Для этого посчитаем моль воды по формуле n=m/M.

n воды=500 г/(1*2+16) грамм/моль=27.7777≈28 моль

Из формулы воды h3O найдем, что количество кислорода = количеству воды, то есть 28 моль.

Теперь найдем количество кислорода в растворенном Ca(NO3)2. Для этого узнаем количество самого вещества:

n Ca(NO3)2=34 г/(40*1+2*(14+16*3)) грамм/моль≈0.2 моль.

n Ca(NO3)2 относится к n O как 1 к 6, что следует из формулы соединения. Значит, n O = 0.2 моль*6 = 1.2 моль. Суммарно количество кислорода равно 1.2 моль+28 моль=29.2 моль

m O= 29.2 моль*16 грамм/моль=467.2 г.

m раствора=m воды + m Ca(NO3)2= 500 г+34 г=534 г.

Осталось только само вычисление массовой доли химического элемента в веществе:

w O=467.2 г /534 г≈0.87=87%.

Ответ: 87%.

Надеемся, что мы понятно объяснили вам то, как находить массовую долю элемента в веществе. Данная тема вовсе не сложная, если в ней хорошо разобраться. Желаем вам удачи и успехов в будущих начинаниях.

fb.ru

Вычисление массовой доли элемента или вещества

Как вычислить массовую долю элемента в веществе

Массовая доля элемента ω(Э) % - это отношение массы данного элемента m (Э) во взятой молекуле вещества к молекулярной массе этого вещества Mr (в-ва).

Массовую долю элемента выражают в долях от единицы или в процентах:

ω(Э) = m (Э) / Мr(в-ва) (1)

ω% (Э) = m(Э) · 100%/Мr(в-ва)

Сумма массовых долей всех элементов вещества равна 1 или 100%.

Как правило, для расчетов массовой доли элемента берут порцию вещества, равную молярной массе вещества, тогда масса данного элемента в этой порции равна его молярной массе, умноженной на число атомов данного элемента в молекуле.

Так, для вещества АxВy в долях от единицы:

ω(A) = Ar(Э) · Х / Мr(в-ва) (2)

Из пропорции (2) выведем расчетную формулу для определения индексов (х, y) в химической формуле вещества, если известны массовые доли обоих элементов и молярная масса вещества:

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

Разделив ω% (A) на ω% (В) , т.е. преобразовав формулу (2), получим:

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

Расчетную формулу (4) можно преобразовать следующим образом:

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

Расчетные формулы (3) и (5) используют для определения формулы вещества.

Если известны число атомов в молекуле вещества для одного из элементов и его массовая доля, можно определить молярную массу вещества:

Mr(в-ва) = Ar(Э) · Х / W(A)

Примеры решения задач на вычисление массовых долей химических элементов в сложном веществе

Пример 1. Определите массовые доли химических элементов в серной кислоте h3SO4 и выразите их в процентах.

1. Вычисляем относительную молекулярную массу серной кислоты:

Mr (h3SO4) = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98

2. Вычисляем массовые доли элементов.

Для этого численное значение массы элемента (с учетом индекса) делят на молярную массу вещества:

Учитывая это и обозначая массовую долю элемента буквой ω, вычисления массовых долей проводят так:

ω(Н) = 2 : 98 = 0,0204, или 2,04%;

ω(S) = 32 : 98 = 0,3265, или 32,65%;

ω(О) = 64 : 98 =0,6531, или 65,31%

Пример 2. Определите массовые доли химических элементов в оксиде алюминия Al2O3 и выразите их в процентах.

1. Вычисляем относительную молекулярную массу оксида алюминия:

Mr( Al2O3) = 27 · 2 + 16 · 3 = 102

2. Вычисляем массовые доли элементов:

ω(Al) = 54 : 102 = 0,53 = 53%

ω(O) = 48 : 102 = 0,47 = 47%

Как вычислить массовую долю вещества в кристаллогидрате

Массовая доля вещества - отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы, т.е. ω(Х) = m(Х) / m,

где ω(X) - массовая доля вещества Х,

m(X) - масса вещества Х,

m - масса всей системы

Массовая доля - безразмерная величина. Её выражают в долях от единицы или в процентах.

Пример 1. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2·2h3O.

Молярная масса BaCl2·2h3O составляет:

М(BaCl2·2h3O) = 137+ 2 · 35,5 + 2 · 18 = 244 г/моль

Из формулы BaCl2·2h3O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль h3O. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl2·2h3O:

m(h3O) = 2 · 18 = 36 г.

Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2·2h3O.

ω(h3O) = m(h3O)/m(BaCl2 · 2h3O) = 36 / 244 = 0,1475 = 14,75%.

Пример 2. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag2S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.

Дано:

m(Ag )=5,4 г

m = 25 г

Решение

Определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите:

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

Из формулы Ag2S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра.

Определяем количество вещества аргентита:

n(Ag2S) = 0,5 · n(Ag) = 0,5 · 0,05 = 0,025 моль

Рассчитываем массу аргентита:

m(Ag2S) = n(Ag2S) · М(Ag2S) = 0,025 · 248 = 6,2 г .

Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г.

ω(Ag2S) = m(Ag2S) / m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

Найти:

ω(Ag2S) = ?

examchemistry.com

Химик.ПРО - Массовая доля элемента в соединении

Рассчитать массовую долю элементов в соединении нитрат бария (Ba(NO3)2).

Решение задачи

Вычислим массовую долю элементов в соединении нитрат бария (Ba(NO3)2).

Напомню, что массовая доля элемента в соединении называется число, показывающее какую часть (в долях еденицы или %) составляет масса всех атомов данного элемента, содержащихся в одной молекуле вещества, от общей массы молекулы.

массовая доля элемента в соединении

Где:

n – число атомов данного химического элемента в молекуле вещества;

Ar – относительная масса атома данного химического элемента;

Mr – относительная молекулярная масса вещества.

Учитывая данные таблицы Менделеева рассчитаем молярную массу нитрата бария (Ba(NO3)2):

Mr (Ba(NO3)2) = 137 + 2 ⋅ 14 + 2 ⋅ 3 ⋅ 16 = 261.

Рассчитаем массовую долю элемента в соединении бария (Ba):

массовую долю элемента в соединении барий

Рассчитаем массовую долю элемента в соединении азота (N):

массовую долю элемента в соединении азот

Рассчитаем массовую долю элемента в соединении кислорода (O):

массовую долю элемента в соединении кислород

Ответ:

массовая доля элемента в соединении бария равна 0,52;

массовая доля элемента в соединении азота равна 0,11;

массовая доля элемента в соединении кислорода равна 0,37.

Похожие задачи по химии

himik.pro

Как определить массовую долю | Сделай все сам

Есть два варианта постановки задачи: 1) когда надобно определить массовую долю элемента в веществе; 2) когда надобно определить массовую долю растворенного вещества.

Вам понадобится

  • Нужно определить, к какому варианту относится ваша задача. В случае первого варианта вам потребуется таблица Менделеева. В случае второго — нужно знать, что раствор состоит из 2-х компонентов: растворенного вещества и растворителя. И масса раствора равна массам этих 2-х компонентов.

Инструкция

1. В случае первого варианта задачи:По таблице Менделеева находим молярную массу вещества. Молярная масса равна сумме ядерных масс элементов, входящих в состав вещества.Скажем, молярная масса (Mr) гидрокисда кальция Са(ОН)2: Mr(Са(ОН)2) = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H))*2 = 40 + (16 + 1)*2 = 74.Молярные массы атомов берутся из таблицы Менделеева.

2. Вычисляем массовую долю элемента (?), скажем кальция в гидроксиде кальция.Массовая доля равна отношению ядерной массы элемента к молярной массе вещества: ? = Ar:Mr.В случае гидроксида кальция: ?(Са) = 40:74 = 0,54. Это массовая доля элемента в долях единицы.

3. В случае второго варианта задачи:Определить, какие массы вам даны, а именно: масса растворенного вещества и масса раствора либо масса растворенного вещества и масса растворителя.

4. Если даны массы растворенного вещества и раствора, то массовая доля равна отношению массы растворенного (р.в.) вещества к массе раствора (р-ра).? = m(р.в.):m(р-ра)Скажем, если масса соли 40 г, а масса раствора 100 г, то ?(соли) = 40:100 = 0,4. Это массовая доля растворенного вещества в долях единицы.

5. Если даны массы растворенного вещества и растворителя, то вначале нужно определить массу раствора. Масса раствора (р-ра) равна сумме масс растворенного вещества (р.в.) и растворителя (р-ля).m(р-ра) = m(р.в.) + m(р-ля)Скажем, если масса соли 40 г, а масса воды 60 г, то m(р-ра) = 40 + 60 = 100 (г).После этого вычисляется массовая доля растворенного вещества подобно предыдущему шагу.

6. Дабы обнаружить массовую долю в процентах надобно умножить массовую долю в долях единицы на 100.?(Са) = 0,54 * 100 = 54 %

Воду, как и всякую жидкость, не неизменно дозволено взвесить на весах. Но узнать массу воды бывает нужно как на некоторых производствах, так и в обыкновенных житейских обстановках, от расчета резервуаров до решения вопроса, какой резерв воды вы можете взять с собой в байдарку либо резиновую лодку. Для того, дабы вычислить массу воды либо всякий жидкости, размещенной в тот либо другой объем, раньше каждого нужно знать ее плотность.

Вам понадобится

  • Весы
  • Мерная посуда
  • Линейка, рулетка либо всякий иной измерительный прибор
  • Сосуд для переливания воды

Инструкция

1. Если вам надобно вычислить массу воды в маленьком сосуде, это дозволено сделать с поддержкой самых обыкновенных весов. Взвесьте вначале сосуд совместно с водой. После этого перелейте воду в иную посуду. Позже этого взвесьте пустой сосуд. Из массы полного сосуда вычтите массу пустого. Это и будет масса содержавшейся в сосуде воды . Таким образом дозволено определять массу не только жидких, но и сыпучих веществ, если есть вероятность их пересыпать в иную посуду. Такой метод изредка еще дозволено следить в некоторых магазинах, где нет современного оборудования. Продавец вначале взвешивает пустую банку либо бутылку, после этого заполняет ее сметаной, взвешивает вновь, определяет вес сметаны и только позже этого рассчитывает ее стоимость.

2. Для того, дабы определить массу воды в сосуде, тот, что нереально взвесить, нужно знать два параметра — плотность воды (либо всякий иной жидкости) и объем сосуда. Плотность воды составляет 1 г/мл. Плотность иной жидкости дозволено обнаружить в особой таблице, которая обыкновенно бывает в справочниках по химии.

3. Если нет мерной посуды, в которую дозволено перелить воду, вычислите объем сосуда, в котором она находится. Объем неизменно равен произведению площади основания на высоту, и с сосудами постой формы традиционно задач не появляется. Объем воды в банке будет равен площади круглого основания на высоту, заполненную водой. Умножив плотность ? на объем воды V, вы получите массу воды m: m=?*V.

Видео по теме

Обратите внимание! Определить массу дозволено и зная число воды и ее молярную массу. Молярная масса воды равна 18, от того что состоит из молярных масс 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. Mh3O = 2MH+MO=2·1+16=18 (г/моль). m=n*M, где m – масса воды, n – число, M – молярная масса.

Что такое массовая доля элемента ? Из самого наименования дозволено осознать, что это величина, указывающая, в каком соотношении находятся масса элемента , входящего в состав вещества, и всеобщая масса этого вещества. Она выражается в долях единицы: процентах (сотых долях), промилле (тысячных) и т.д. Как дозволено вычислить массу какого-нибудь элемента ?

Инструкция

1. Для наглядности разглядите классно вестимый каждым углерод, без которого не было бы органики. Если углерод представляет собою чистое вещество (скажем, алмаз), то его массовую долю дозволено храбро принять за единицу либо за 100%. Разумеется, алмаз тоже содержит примеси других элементов, но в большинстве случаев, в столь мелких числах, что ими дозволено пренебречь. А вот в таких модификациях углерода, как каменный уголь либо графит, оглавление примесей достаточно высокое, и такое игнорирование неприемлемо.

2. Если же углерод входит в состав трудного вещества, нужно делать дальнейшим образом: запишите точную формулу вещества, после этого, зная молярные массы всякого элемента , входящего в его состав, вычислите точную молярную массу этого вещества (разумеется, с учетом «индекса» всякого элемента ). Позже этого определить массовую долю , поделив всеобщую молярную массу элемента на молярную массу вещества.

3. Скажем, необходимо обнаружить массовую долю углерода в уксусной кислоте. Напишите формулу уксусной кислоты: СН3СООН. Для упрощения подсчетов преобразуйте ее в вид: С2Н4О2. Молярная масса этого вещества складывается из молярных масс элементов: 24 + 4 + 32 = 60. Соответственно, массовая доля углерода в этом веществе вычисляется так: 24/60 = 0,4.

4. Если необходимо исчислить ее в процентном соотношении, соответственно, 0,4 * 100 = 40%. То есть в всяком килограмме уксусной кислоты содержится (примерно) 400 грамм углерода.

5. Разумеется, идеально аналогичным образом дозволено обнаружить массовые доли всех других элементов. Скажем, массовая доля кислорода в той же уксусной кислоте вычисляется так: 32/60 = 0,533 либо приблизительно 53,3%; а массовая доля водорода равна 4/60 = 0,666 либо приблизительно 6,7%.

6. Для проверки точности вычислений сложите процентные доли всех элементов:40% (углерод) + 53,3% (кислород) + 6,7% (водород) = 100%. Счет сошелся.

Массовая доля вещества показывает его оглавление в больше трудной структуре, скажем, в сплаве либо смеси. Если вестима всеобщая масса смеси либо сплава, то зная массовые доли составляющих веществ дозволено обнаружить их массы. Обнаружить массовую долю вещества, дозволено зная его массу и массу каждой смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах либо процентах.

Вам понадобится

  • весы;
  • периодическая таблица химических элементов;
  • калькулятор.

Инструкция

1. Определите массовую долю вещества, которое находится в смеси через массы смеси и самого вещества. Для этого с подмогой весов определите массы веществ, составляющих смесь либо сплав. После этого сложите их. Полученную массу примите за 100%. Дабы обнаружить массовую долю вещества в смеси, поделите его массу m на массу смеси M, а итог умножьте на 100% (?%=(m/M)?100%). Скажем, в 140 г воды растворяют 20 г поваренной соли. Дабы обнаружить массовую долю соли, сложите массы этих 2-х веществ М=140+20=160 г. После этого обнаружьте массовую долю вещества ?%=(20/160)?100%=12,5%.

2. Если требуется обнаружить оглавление либо массовую долю элемента в веществе с знаменитой формулой, воспользуйтесь периодической таблицей химических элементов. По ней обнаружьте ядерные массы элементов, которые входят в состав вещества. Если один элемент встречается в формуле несколько раз, умножьте его ядерную массу на это число и сложите полученные итоги. Это будет молекулярная масса вещества. Дабы обнаружить массовую долю всякого элемента в таком веществе, поделите его массовое число в данной химической формуле M0 на молекулярную массу данного вещества M. Итог множьте на 100 % (?%=(M0/M)?100%).

3. Скажем, определите массовую долю химических элементов в медном купоросе. Медный купорос (сульфат меди II), имеет химическую формулу CuSO4. Ядерные массы элементов, входящих в его состав равны Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, массовые числа этих элементов будут равны M0(Cu)=64, M0(S)=32, M0(O)=16?4=64, с учетом того, что в молекуле содержится 4 атома кислорода. Рассчитайте молекулярную массу вещества, она равна сумме массовых чисел составляющих молекулу веществ 64+32+64=160. Определите массовую долю меди (Cu) в составе медного купороса (?%=(64/160)?100%)=40%. По такому же тезису дозволено определить массовые доли всех элементов в этом веществе. Массовая доля серы (S) ?%=(32/160)?100%=20 %, кислорода (О) ?%=(64/160)?100%=40%. Обратите внимание на то, что сумма всех массовых долей вещества должна составить 100%.

Видео по теме

Обратите внимание! При вычислении массовой доли раствора необходимо отчетливо определить, что является растворенным веществом, а что растворителем. Почаще каждого растворенным веществом является какая-нибудь соль, растворителем — вода.

Полезный совет При вычислении массовой доли неизменно меньшее число делиться на большее, т.к. массовая доля неизменно поменьше единицы.

jprosto.ru

Как определить массовую долю вещества

Массовая доля вещества показывает его содержание в более сложной структуре, например, в сплаве или смеси. Если известна общая масса смеси или сплава, то зная массовые доли составляющих веществ можно найти их массы. Найти массовую долю вещества, можно зная его массу и массу всей смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах или процентах.

Вам понадобится

  • весы;
  • периодическая таблица химических элементов;
  • калькулятор.

Инструкция

  • Определите массовую долю вещества, которое находится в смеси через массы смеси и самого вещества. Для этого с помощью весов определите массы веществ, составляющих смесь или сплав. Затем сложите их. Полученную массу примите за 100%. Чтобы найти массовую долю вещества в смеси, поделите его массу m на массу смеси M, а результат умножьте на 100% (ω%=(m/M)∙100%). Например, в 140 г воды растворяют 20 г поваренной соли. Чтобы найти массовую долю соли, сложите массы этих двух веществ М=140+20=160 г. Затем найдите массовую долю вещества ω%=(20/160)∙100%=12,5%.
  • Если требуется найти содержание или массовую долю элемента в веществе с известной формулой, воспользуйтесь периодической таблицей химических элементов. По ней найдите атомные массы элементов, которые входят в состав вещества. Если один элемент встречается в формуле несколько раз, умножьте его атомную массу на это число и сложите полученные результаты. Это будет молекулярная масса вещества. Чтобы найти массовую долю любого элемента в таком веществе, поделите его массовое число в данной химической формуле M0 на молекулярную массу данного вещества M. Результат множьте на 100 % (ω%=(M0/M)∙100%).
  • Например, определите массовую долю химических элементов в медном купоросе. Медный купорос (сульфат меди II), имеет химическую формулу CuSO4. Атомные массы элементов, входящих в его состав равны Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, массовые числа этих элементов будут равны M0(Cu)=64, M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, с учетом того, что в молекуле содержится 4 атома кислорода. Рассчитайте молекулярную массу вещества, она равна сумме массовых чисел составляющих молекулу веществ 64+32+64=160. Определите массовую долю меди (Cu) в составе медного купороса (ω%=(64/160)∙100%)=40%. По такому же принципу можно определить массовые доли всех элементов в этом веществе. Массовая доля серы (S) ω%=(32/160)∙100%=20 %, кислорода (О) ω%=(64/160)∙100%=40%. Обратите внимание на то, что сумма всех массовых долей вещества должна составить 100%.

completerepair.ru

Как определить массовую долю элемента

Чтобы определить массовую долю элемента, определите химическую формулу вещества, массовые доли элементов которого вычисляется. При помощи периодической системы Менделеева определите атомные массы всех элементов и молекулярную массу исследуемого вещества. Затем найдите отношение атомной массы данного элемента к молекулярной массе.

Вам понадобится

  • периодическая таблица Менделеева, калькулятор.

Инструкция

  • Определите химическую форму вещества, массовые доли элементов которого нужно найти. Возьмите периодическую систему Менделеева и найдите в ней ячейки элементов, соответствующие атомам, входящим в состав молекулы данного вещества. В ячейке найдите массовое число каждого такого элемента. Если найденное значение массового числа элемента дробное, округлите его до ближайшего целого.
  • В том случае, когда атомы одного типа встречается в молекуле несколько раз, умножьте на это число их атомную массу. Сложимте массы всех элементов, входящих в состав молекулы, чтобы получить значение в атомных единицах массы. Например, если нужно найти массу молекулы соли, которая называется сульфат натрия (Na2SO4), определяет атомную массу натрия Ar(Na)=23, серы Ar(S)=32 и кислорода Ar(О)=16. Поскольку в молекуле содержится 2 атома натрия, то для него берите значение 23*2=46, а для кислорода, у которого 4 атома - 16*4=64. Тогда масса молекулы составит сульфата натрия составит Мr(Na2SO4)=46+32+64=142.
  • Чтобы подсчитать массовые доли элементов, входящих в состав молекулы данного вещества, найдите отношения масс атомов, входящих в молекулу вещества, к массе самой молекулы, а результат умножьте на 100%. Например, если рассматривать сульфат натрия Na2SO4, рассчитайте массовые доли его элементов таким образом:- массовая доля натрия составит ω(Na)= 23•2•100%/142=32,4%;- массовая доля серы составит ω(S)= 32•100%/142=22,5%;- массовая доля кислорода составит ω(О)= 16•4•100%/142=45,1%.
  • Массовые доли показывают относительное содержание элементов в данной молекуле вещества. Проверьте правильность вычисления, сложив массовые доли вещества. Их сумма должна составить 100%. В рассматриваемом примере 32,4%+22,5%+45,1%=100%, значит расчет произведен правильно.

completerepair.ru

Массовая доля элемента в сложном веществе

С XVII в. химия перестала быть описательной наукой. Ученые-химики стали широко использовать измерение вещества. Все более совершенствовалась конструкция весов, позволяющих определять массы образцов. Для газообразных веществ помимо массы измеряли также объем и давление. Применение количественных измерений дало возможность понять сущность химических превращений, определять состав сложных веществ.

Как вы уже знаете, в состав сложного вещества входят два или более химических элементов. Очевидно, что масса всего вещества слагается из масс составляющих его элементов. Значит, на долю каждого элемента приходится определенная часть массы вещества.

Массовой долей элемента называется отношение массы этого элемента в сложном веществе к массе всего вещества, выраженное в долях единицы (или в процентах):

Массовая доля элемента в соединении обозначается латинской строчной буквой w («дубль-вэ») и показывает долю (часть массы), приходящуюся на данный элемент в общей массе вещества. Эта величина может выражаться в долях единицы или в процентах. Конечно, массовая доля элемента в сложном веществе всегда меньше единицы (или меньше 100%). Ведь часть от целого всегда меньше целого, как долька апельсина меньше всего апельсина.

Например, в состав оксида ртути входят два элемента – ртуть и кислород. При нагревании 50 г этого вещества получается 46,3 г ртути и 3,7 г кислорода (рис. 57). Рассчитаем массовую долю ртути в сложном веществе:

Рис. 57. В состав оксида ртути входят два элемента – ртуть и кислород

Массовую долю кислорода в этом веществе можно рассчитать двумя способами. По определению массовая доля кислорода в оксиде ртути равна отношению массы кислорода к массе оксида:

Зная, что сумма массовых долей элементов в веществе равна единице (100%), массовую долю кислорода можно вычислить по разности:

w(O) = 1 – 0,926 = 0,074,

или

w(О) = 100% – 92,6% = 7,4%.

Для того чтобы найти массовые доли элементов предложенным способом, необходимо провести сложный и трудоемкий химический эксперимент по определению массы каждого элемента. Если же формула сложного вещества известна, та же задача решается значительно проще.

Для расчета массовой доли элемента нужно его относительную атомную массу умножить на число атомов (n) данного элемента в формуле и разделить на относительную молекулярную массу вещества:

Например, для воды (рис. 58):

Mr(h3O) = 1•2 + 16 = 18,

Рис. 58. Схема вычисления массовых долей элементов в воде

Далее рассмотрим решение задач на вычисление массовых долей элементов в сложных веществах.

Задача 1.Рассчитайте массовые доли элементов в аммиаке, формула которого Nh4.

Дано:

вещество аммиак Nh4.

Найти:

w(N), w(H).

Решение

1) Рассчитаем относительную молекулярную массу аммиака:

Mr(Nh4) = Ar(N) + 3Ar(H) = 14 + 3•1 = 17.

2) Найдем массовую долю азота в веществе:

3) Вычислим массовую долю водорода в аммиаке:

w(H) = 1 – w(N) = 1 – 0,8235 = 0,1765, или 17,65%.

Ответ. w(N) = 82,35%, w(H) = 17,65%.

Задача 2.Рассчитайте массовые доли элементов в серной кислоте, имеющей формулу h3SO4.

Дано:

серная кислота h3SO4.

Найти:

w(H), w(S), w(O).

Решение

1) Рассчитаем относительную молекулярную массу серной кислоты:

Mr(h3SO4) = 2Ar(H) + Ar(S) + 4Ar(O) = 2•1 + 32 + 4•16 = 98.

2) Найдем массовую долю водорода в веществе:

3) Вычислим массовую долю серы в серной кислоте:

4. Рассчитаем массовую долю кислорода в веществе:

w(O) = 1 – (w(H) + w(S)) = 1 – (0,0204 + 0,3265) = 0,6531, или 65,31%.

Ответ. w(H) = 2,04%, w(S) = 32,65%, w(O) = 65,31%.

Чаще химикам приходится решать обратную задачу: по массовым долям элементов определять формулу сложного вещества. То, как решаются подобные задачи, проиллюстрируем одним историческим примером.

Из природных минералов – тенорита и куприта – были выделены два соединения меди с кислородом (оксиды). Они отличались друг от друга по цвету и массовым долям элементов. В черном оксиде массовая доля меди составляла 80%, а массовая доля кислорода – 20%. В оксиде меди красного цвета массовые доли элементов составляли соответственно 88,9% и 11,1%. Каковы же формулы этих сложных веществ? Проведем несложные математические расчеты.

Пример 1. Расчет химической формулы черного оксида меди (w(Cu) = 0,8 и w(О) = 0,2).

1) Обозначим формулу вещества с помощью индексов х, у – по числу атомов химических элементов в его составе: СuxOy.

2) Отношение индексов равно отношению частных от деления массовой доли элемента в соединении на относительную атомную массу элемента:

3) Полученное соотношение нужно привести к соотношению целых чисел: индексы в формуле, показывающие число атомов, не могут быть дробными. Для этого полученные числа разделим на меньшее (т.е. любое) из них:

Получилась формула – СuO.

Пример 2. Расчет формулы красного оксида меди по известным массовым долям w(Cu) = 88,9% и w(O) = 11,1%.

Дано:

w(Cu) = 88,9%, или 0,889,

w(O) = 11,1%, или 0,111.

Найти:

формулу.

Решение

1) Обозначим формулу оксида СuxOy.

2) Найдем соотношение индексов x и y:

3) Приведем соотношение индексов к отношению целых чисел:

Ответ. Формула соединения – Cu2O.

А теперь немного усложним задачу.

Задача 3.По данным элементного анализа состав прокаленной горькой соли, использовавшейся еще алхимиками в качестве слабительного средства, следующий: массовая доля магния – 20,0%, массовая доля серы – 26,7%, массовая доля кислорода – 53,3%.

Дано:

w(Mg) = 20,0%, или 0,2,

w(S) = 26,7%, или 0,267,

w(O) = 53,3%, или 0,533.

Найти:

формулу.

Решение

1) Обозначим формулу вещества с помощью индексов x, y, z: MgxSyOz.

2) Найдем соотношение индексов:

3) Определим значение индексов x, y, z:

Ответ. Формула вещества – MgSO4.

1. Что называется массовой долей элемента в сложном веществе? Как рассчитывается эта величина?

2. Рассчитайте массовые доли элементов в веществах: а) углекислом газе CO2;б) сульфиде кальция СаS; в) натриевой селитре NaNO3; г) оксиде алюминия Al2O3.

3. В каком из азотных удобрений массовая доля питательного элемента азота наибольшая: а) хлориде аммония Nh5Cl; б) сульфате аммония (Nh5)2SO4; в) мочевине (Nh3)2CO?

4. В минерале пирите на 7 г железа приходится 8 г серы. Вычислите массовые доли каждого элемента в этом веществе и определите его формулу.

5. Массовая доля азота в одном из его оксидов равна 30,43%, а массовая доля кислорода – 69,57%. Определите формулу оксида.

6. В средние века из золы костра выделяли вещество, которое называли поташ и использовали для варки мыла. Массовые доли элементов в этом веществе: калий – 56,6%, углерод – 8,7%, кислород – 34,7%. Определите формулу поташа.

infopedia.su