Elemento masės dalis medžiagos formulėje. Kaip rasti elemento masės dalį medžiagoje? Kas tai yra

Nuo XVII a Chemija nebėra aprašomasis mokslas. Chemikai pradėjo plačiai naudoti įvairių medžiagos parametrų matavimo metodus. Svarstyklių konstrukcija buvo vis labiau tobulinama, todėl buvo galima nustatyti dujinių medžiagų mėginių mases, be masės, matuojamas tūris ir slėgis. Kiekybinių matavimų naudojimas leido suprasti cheminių virsmų esmę, nustatyti sudėtingų medžiagų sudėtį.

Kaip jau žinote, sudėtingos medžiagos sudėtis apima du ar daugiau cheminių elementų. Akivaizdu, kad visos materijos masė susideda iš ją sudarančių elementų masių. Tai reiškia, kad kiekvienas elementas sudaro tam tikrą medžiagos masės dalį.

Medžiagoje esančio elemento masės dalis žymima lotyniška mažąja raide w (dviguba ve) ir parodo šiam elementui priskiriamą dalį (masės dalį) bendroje medžiagos masėje. Šią reikšmę galima išreikšti vieneto dalimis arba procentais (69 pav.). Žinoma, elemento masės dalis sudėtingoje medžiagoje visada yra mažesnė už vienetą (arba mažesnė nei 100%). Juk dalis visumos visada yra mažesnė už visumą, kaip ir apelsino skiltelė mažesnė už apelsiną.

Ryžiai. 69.
Gyvsidabrio oksido elementinės sudėties diagrama

Pavyzdžiui, gyvsidabrio okside HgO yra du elementai – gyvsidabris ir deguonis. Kaitinant 50 g šios medžiagos, gaunama 46,3 g gyvsidabrio ir 3,7 g deguonies. Apskaičiuoti masės dalis gyvsidabris sudėtingoje medžiagoje:

Deguonies masės dalis šioje medžiagoje gali būti apskaičiuojama dviem būdais. Pagal apibrėžimą deguonies masės dalis gyvsidabrio okside yra lygi deguonies masės ir gyvsidabrio oksido masės santykiui:

Žinant, kad elementų masės dalių suma medžiagoje yra lygi vienetui (100%), deguonies masės dalį galima apskaičiuoti pagal skirtumą:

Norint rasti elementų masės dalis siūlomu metodu, būtina atlikti sudėtingą ir daug laiko reikalaujantį cheminį eksperimentą, siekiant nustatyti kiekvieno elemento masę. Jei žinoma sudėtingos medžiagos formulė, ta pati problema išspręsta daug lengviau.

Norėdami apskaičiuoti elemento masės dalį, padauginkite jo santykinę atominę masę iš nurodyto elemento atomų skaičiaus formulėje ir padalykite iš santykinės medžiagos molekulinės masės.

Pavyzdžiui, vandeniui (70 pav.):

Praktikuokime sprendžiant sudėtingų medžiagų elementų masės dalių skaičiavimo uždavinius.

Užduotis 1. Apskaičiuokite elementų masės dalis amoniake, kurio formulė yra NH 3.

2 užduotis. Apskaičiuokite elementų masės dalis sieros rūgštyje, kurios formulė H 2 SO 4.

Dažniau chemikams tenka spręsti atvirkštinę problemą: nustatyti sudėtingos medžiagos formulę pagal elementų masės dalis.

Kaip tokios problemos sprendžiamos, iliustruosime vienu istoriniu pavyzdžiu.

3 užduotis. Iš natūralių mineralų – tenorito ir kupito – išskirti du vario junginiai su deguonimi (oksidais) (71 pav.). Jie skyrėsi vienas nuo kito elementų spalva ir masės dalimis. Juodajame okside (72 pav.), išskirtame iš tenorito, vario masės dalis buvo 80%, o deguonies masės dalis buvo 20%. Raudonajame vario okside, išskirtame iš kuprito, elementų masės dalys buvo atitinkamai 88,9% ir 11,1%. Kokios yra šių sudėtingų medžiagų formulės? Išspręskime šias dvi paprastas problemas.

Ryžiai. 71. Mineralinis kupitas
Ryžiai. 72. Juodasis vario oksidas, išskirtas iš tenorito mineralo

3. Gautas santykis turi būti sumažintas iki sveikųjų skaičių reikšmių: juk formulėje esantys indeksai, rodantys atomų skaičių, negali būti trupmeniniai. Norėdami tai padaryti, gautus skaičius reikia padalyti iš mažesnio iš jų (mūsų atveju jie yra lygūs).

O dabar šiek tiek apsunkinkime užduotį.

4 užduotis. Pagal elementų analizę kalcinuota karčioji druska turi tokią sudėtį: magnio masės dalis 20,0%, sieros masės dalis - 26,7%, deguonies masės dalis - 53,3%.

Klausimai ir užduotys

1. Kaip vadinama junginio elemento masės dalis? Kaip ši vertė apskaičiuojama?
2. Apskaičiuokite elementų masės dalis medžiagose: a) anglies dioksidas CO 2; b) kalcio sulfido CaS; c) natrio nitratas NaNO 3; d) aliuminio oksidas A1 2 O 3.
3. Kuriose iš azoto trąšų azoto maistinės medžiagos masės dalis yra didžiausia: a) amonio chloridas NH 4 C1; b) amonio sulfatas (NH4)2SO4; c) karbamidas (NH 2) 2 CO?
4. Mineraliniame pirite 7 g geležies sudaro 8 g sieros. Apskaičiuokite kiekvieno šios medžiagos elemento masės dalis ir nustatykite jo formulę.
5. Azoto masės dalis viename iš jo oksidų yra 30,43%, o deguonies masės dalis yra 69,57%. Nustatykite oksido formulę.
6. Viduramžiais medžiaga, vadinama kaliu, buvo išgaunama iš ugnies pelenų ir buvo naudojama muilui gaminti. Šios medžiagos elementų masės dalys yra: kalio - 56,6%, anglies - 8,7%, deguonies - 34,7%. Nustatykite kalio formulę.

Elemento masės dalis ω (E)% yra tam tikro elemento m (E) masės paimtoje medžiagos molekulėje ir šios medžiagos molekulinės masės Mr (in-va) santykis.

Elemento masės dalis išreiškiama vieneto dalimis arba procentais:

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

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

Visų medžiagos elementų masės dalių suma yra lygi 1 arba 100%.

Paprastai, norint apskaičiuoti elemento masės dalį, imama medžiagos dalis, lygi medžiagos molinei masei, tada tam tikro elemento masė šioje dalyje yra lygi jo molinei masei, padaugintai iš tam tikro elemento atomai molekulėje.

Taigi, medžiagai A x B y vieneto dalimis:

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

Iš proporcijos (2) gauname skaičiavimo formulę, skirtą cheminės medžiagos formulės indeksams (x, y) nustatyti, jei žinomos abiejų elementų masės dalys ir medžiagos molinė masė:

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

Padalijus ω% (A) iš ω% (B), t.y. transformuodami formulę (2), gauname:

ω(A) / ω(B) = X Ar(A) / Y Ar(B) (4)

Skaičiavimo formulė (4) gali būti transformuota taip:

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

Medžiagos formulei nustatyti naudojamos skaičiavimo formulės (3) ir (5).

Jei žinomas vieno iš elementų atomų skaičius medžiagos molekulėje ir jo masės dalis, galima nustatyti medžiagos molinę masę:

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

Sudėtingoje medžiagoje esančių cheminių elementų masės dalių skaičiavimo uždavinių sprendimo pavyzdžiai

Cheminių elementų masės dalių skaičiavimas sudėtingoje medžiagoje

1 pavyzdys. Nustatykite cheminių elementų masės dalis sieros rūgštyje H 2 SO 4 ir išreikškite jas procentais.

Sprendimas

1. Apskaičiuokite sieros rūgšties santykinę molekulinę masę:

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

2. Apskaičiuojame elementų masės dalis.

Norėdami tai padaryti, elemento masės skaitinė vertė (atsižvelgiant į indeksą) padalijama iš medžiagos molinės masės:

Atsižvelgiant į tai ir elemento masės dalį pažymint raide ω, masės dalių skaičiavimai atliekami taip:

ω(H) = 2: 98 = 0,0204 arba 2,04 %;

ω(S) = 32: 98 = 0,3265 arba 32,65 %;

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

2 pavyzdys. Nustatykite aliuminio oksido Al 2 O 3 cheminių elementų masės dalis ir išreikškite jas procentais.

Sprendimas

1. Apskaičiuokite aliuminio oksido santykinę molekulinę masę:

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

2. Apskaičiuojame elementų masės dalis:

ω(Al) = 54: 102 = 0,53 = 53 %

ω(O) = 48: 102 = 0,47 = 47 %

Kaip apskaičiuoti medžiagos masės dalį kristaliniame hidrate

Medžiagos masės dalis yra tam tikros medžiagos masės sistemoje santykis su visos sistemos mase, t.y. ω(X) = m(X)/m,

kur ω(X) – medžiagos X masės dalis,

m(X) – medžiagos X masė,

m - visos sistemos masė

Masės dalis yra bematis dydis. Jis išreiškiamas vieneto dalimi arba procentais.

1 pavyzdys. Nustatykite kristalizacijos vandens masės dalį bario chlorido dihidrate BaCl 2 2H 2 O.

Sprendimas

BaCl 2 2H 2 O molinė masė yra:

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

Iš formulės BaCl 2 2H 2 O išplaukia, kad 1 mol bario chlorido dihidrato yra 2 mol H 2 O. Iš to galime nustatyti BaCl 2 2H 2 O esančio vandens masę:

m(H2O) = 2 18 = 36 g.

Kristalizacijos vandens masės dalį randame bario chlorido dihidrate 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%.

2 pavyzdys. Sidabras, sveriantis 5,4 g, buvo išskirtas iš uolienų mėginio, sveriančio 25 g, turinčio mineralinio argentito Ag 2 S. Nustatykite argentito masės dalį mėginyje.

Instrukcija

Medžiagos masės dalis randama pagal formulę: w \u003d m (c) / m (cm), kur w yra medžiagos masės dalis, m (c) yra medžiagos masė, m (cm) yra mišinio masė. Jei jis ištirps, tai atrodo taip: w \u003d m (c) / m (p-ra), kur m (p-ra) yra tirpalo masė. Jei reikia, taip pat galima rasti tirpalo masę: m (p-ra) \u003d m (c) + m (p-la), kur m (p-la) yra tirpiklio masė. Jei pageidaujama, masės dalis gali būti padauginta iš 100%.

Jei uždavinio sąlygoje masės reikšmė nepateikta, tuomet ją galima apskaičiuoti naudojant kelias formules, sąlygose esantys duomenys padės pasirinkti tinkamą. Pirmoji formulė: m = V * p, kur m yra masė, V yra tūris, p yra tankis. Ši formulė atrodo taip: m \u003d n * M, kur m yra masė, n yra medžiagos kiekis, M yra molinė masė. Molinė masė, savo ruožtu, yra sudaryta iš elementų, sudarančių medžiagą, atominių masių.

Norėdami geriau suprasti ši medžiaga spręskime problemą. Vario ir magnio drožlių mišinys, sveriantis 1,5 g, buvo apdorotas pertekliumi. Dėl reakcijos susidaro vandenilis, kurio tūris yra 0,56 l (). Apskaičiuokite vario masės dalį mišinyje.
Išsprendus šią problemą, užrašome jos lygtį. Dviejų medžiagų perteklius druskos rūgšties tik magnis: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2. Norint rasti vario masės dalį mišinyje, reikia pakeisti reikšmes šioje formulėje: w(Cu) = m(Cu)/m(cm). Pateikiama mišinio masė, randame vario masę: m (Cu) \u003d m (cm) - m (Mg). Mes ieškome masės: m (Mg) \u003d n (Mg) * M (Mg). Reakcijos lygtis padės rasti magnio medžiagos kiekį. Randame vandenilio medžiagos kiekį: n \u003d V / Vm \u003d 0,56 / 22,4 \u003d 0,025 mol. Lygtis rodo, kad n(H2) = n(Mg) = 0,025 mol. Apskaičiuojame magnio masę, žinodami, kad molinė masė yra 24 g / mol: m (Mg) \u003d 0,025 * 24 \u003d 0,6 g. Randame vario masę: m (Cu) \u003d 1,5 - 0,6 \u003d 0,9 g. Likę apskaičiuokite masės dalį: w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 arba 60%.

Susiję vaizdo įrašai

pastaba

Masės dalis negali būti didesnė nei viena arba, jei išreikšta procentais, didesnė nei 100 %.

Šaltiniai:

• „Chemijos vadovas“, G.P. Chomčenka, 2005 m.
• Pardavimų dalies apskaičiavimas pagal regionus

Masės dalis procentais arba dalimis parodo medžiagos kiekį bet kuriame medžiagos tirpale ar elemente. Galimybė skaičiuoti masės dalį praverčia ne tik chemijos pamokose, bet ir tuomet, kai norima paruošti tirpalą ar mišinį, pavyzdžiui, kulinarijos reikmėms. Arba pakeiskite procentą jau turimoje kompozicijoje.

Instrukcija

Pavyzdžiui, žiemai reikia ne mažiau kaip 15 kubinių metrų. metrų beržinių malkų.
Ieškokite beržinių malkų etaloninio tankio. Jis yra: 650 kg/m3.
Apskaičiuokite masę, pakeisdami reikšmes į tą pačią savitojo svorio formulę.

m = 650 * 15 = 9750 (kg)

Dabar, atsižvelgdami į kėbulo keliamąją galią ir pajėgumą, galite nuspręsti dėl transporto priemonės tipo ir kelionių skaičiaus.

Susiję vaizdo įrašai

pastaba

Vyresnio amžiaus žmonės yra labiau susipažinę su specifinio svorio sąvoka. Medžiagos savitasis svoris yra toks pat kaip savitasis svoris.

Medžiagos masės dalis rodo jos sudėtį sudėtingesnėje struktūroje, pavyzdžiui, lydinyje arba mišinyje. Jei žinoma bendra mišinio ar lydinio masė, tai žinant sudedamųjų medžiagų masės dalis, galima rasti jų mases. Norėdami sužinoti medžiagos masės dalį, galite žinoti jos masę ir viso mišinio masę. Ši vertė gali būti išreikšta trupmenomis arba procentais.

Jums reikės

• svarstyklės;
• periodinė cheminių elementų lentelė;
• skaičiuotuvas.

Instrukcija

Pagal mišinio ir pačios medžiagos mases nustatoma mišinyje esančios medžiagos masės dalis. Norėdami tai padaryti, naudokite svarstykles, kad nustatytumėte mišinio mases arba . Tada sulenkite juos. Gautą masę paimkite kaip 100%. Norėdami rasti mišinio medžiagos masės dalį, jos masę m padalinkite iš mišinio M masės ir gautą rezultatą padauginkite iš 100 % (ω%=(m/M)∙100%). Pavyzdžiui, 20 g valgomosios druskos ištirpinama 140 g vandens. Norėdami rasti druskos masės dalį, sudėkite šių dviejų medžiagų mases М=140+20=160 g. Tada raskite medžiagos masės dalį ω%=(20/160)∙100%=12,5%.

Jei reikia rasti elemento masės dalį medžiagoje, kurios formulė yra žinoma, naudokite periodinę elementų lentelę. Iš jo suraskite medžiagose esančių elementų atomines mases. Jei vienas formulėje yra kelis kartus, padauginkite jo atominę masę iš šio skaičiaus ir sudėkite rezultatus. Tai bus medžiagos molekulinė masė. Norėdami rasti bet kurio elemento masės dalį tokioje medžiagoje, padalykite jo masės skaičių pagal pateiktą cheminę formulę M0 iš nurodytos medžiagos molekulinės masės M. Gautą rezultatą padauginkite iš 100% (ω%=(M0/M)∙100 %).

Pavyzdžiui, nustatykite cheminių elementų masės dalį vario sulfate. Varis (vario II sulfatas), turi cheminė formulė CuSO4. Į jo sudėtį įeinančių elementų atominės masės lygios Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, šių elementų masės skaičiai bus lygūs M0(Cu)=64 , M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, atsižvelgiant į tai, kad molekulėje yra 4 atomai. Apskaičiuokite medžiagos molekulinę masę, ji lygi medžiagų, sudarančių molekulę, masių skaičių sumai 64+32+64=160. Nustatykite vario (Cu) masės dalį kompozicijoje mėlynas vitriolis(ω%=(64/160)∙100%) = 40%. Tuo pačiu principu galima nustatyti visų šios medžiagos elementų masės dalis. Sieros masės dalis (S) ω%=(32/160)∙100%=20%, deguonis (O) ω%=(64/160)∙100%=40%. Atkreipkite dėmesį, kad visų medžiagos masės dalių suma turi būti 100%.

Chemija tikrai yra įdomus mokslas. Nepaisant viso sudėtingumo, jis leidžia mums geriau suprasti mus supančio pasaulio prigimtį. Ir be to - bent elementarios žinios šiuo dalyku rimtai padeda Kasdienybė. Pavyzdžiui, medžiagos masės dalies nustatymas daugiakomponentėje sistemoje, tai yra, bet kurio komponento masės ir visos mišinio masės santykis.

Būtina:

- skaičiuotuvas;
- svarstyklės (jei pirmiausia reikia nustatyti visų mišinio komponentų mases);
yra Mendelejevo periodinė elementų sistema.

Instrukcijos:

• Taigi, jums tapo būtina nustatyti medžiagos masės dalį. Kur pradėti? Visų pirma, tai priklauso nuo konkrečios užduoties ir turimų įrankių. Bet kuriuo atveju, norint nustatyti komponento kiekį mišinyje, reikia žinoti jo masę ir bendrą mišinio masę. Tai galite padaryti remdamiesi žinomais duomenimis arba savo tyrimais. Norėdami tai padaryti, turėsite pasverti pridėtą komponentą laboratorinėmis svarstyklėmis. Kai mišinys bus paruoštas, taip pat pasverkite.
• Parašykite norimos medžiagos masę kaip " m«, bendra masė sistemos, pavadintos " M“. Šiuo atveju medžiagos masės dalies formulė bus tokia: W=(m/M)*100. Gautas rezultatas registruojamas procentais.
• Pavyzdys: apskaičiuokite 15 gramų druskos, ištirpintos 115 gramų vandens, masės dalį. Sprendimas: bendra tirpalo masė nustatoma pagal formulę M=m iki +m c, Kur m in- vandens masė mc- druskos masė. Iš paprastų skaičiavimų galima nustatyti, kad bendra tirpalo masė yra 130 gramų. Pagal aukščiau pateiktą apibrėžimo formulę gauname, kad valgomosios druskos kiekis tirpale bus lygus W=(15/130)*100=12 %.
• Konkretesnė situacija yra būtinybė apibrėžti cheminio elemento masės dalis medžiagoje . Jis apibrėžiamas lygiai taip pat. Pagrindinis principas skaičiavimas išliks toks pat, tik vietoj mišinio masės ir konkretaus komponento teks susidurti su cheminių elementų molekulinėmis masėmis.
• Visą reikiamą informaciją galima rasti Mendelejevo periodinėje sistemoje. Suskaidykite cheminės medžiagos formulę į pagrindinius komponentus. Naudodami periodinę lentelę, nustatykite kiekvieno elemento masę. Susumavę juos, gaukite savo medžiagos molekulinę masę ( M). Panašiai kaip ir ankstesniu atveju, medžiagos arba, tiksliau, elemento masės dalis bus nustatoma pagal jos masės ir molekulinės masės santykį. Formulė bus tokia W=(m a/M)*100. Kur m a yra elemento atominė masė, M yra medžiagos molekulinė masė.
• Panagrinėkime šį atvejį konkrečiu pavyzdžiu. Pavyzdys: nustatyti kalio masės dalį kalyje. Kalis yra kalio karbonatas. Jo formulė K2CO3. Kalio atominė masė yra 39 , anglis - 12 , deguonis - 16 . Karbonato molekulinė masė bus nustatyta taip: M \u003d 2m K + m C + 2m O \u003d 2 * 39 + 12 + 2 * 16 \u003d 122. Kalio karbonato molekulėje yra du kalio atomai, kurių atominė masė lygi 39 . Kalio masės dalis medžiagoje bus nustatyta pagal formulę W \u003d (2 m K / M) * 100 \u003d (2 * 39 / 122) * 100 \u003d 63,93 %.

Tirpalo frakcijos
ω = m1 / m,
čia m1 yra ištirpusios medžiagos masė, o m yra viso tirpalo masė.

Jei reikia ištirpusios medžiagos masės dalies, gautą skaičių padauginkite iš 100%:
ω \u003d m1 / m x 100 %

Atliekant užduotis, kuriose reikia apskaičiuoti kiekvieno į cheminę medžiagą įtraukto elemento masės dalis, naudokite lentelę D.I. Mendelejevas. Pavyzdžiui, išsiaiškinkite kiekvieno angliavandenilį sudarančio elemento masės dalis, kurios C6H12

m (C6H12) \u003d 6 x 12 + 12 x 1 \u003d 84 g / mol
ω (C) \u003d 6 m1 (C) / m (C6H12) x 100 % \u003d 6 x 12 g / 84 g / mol x 100 % \u003d 85 %
ω (H) \u003d 12 m1 (H) / m (C6H12) x 100% \u003d 12 x 1 g / 84 g / mol x 100% \u003d 15%

Naudingas patarimas

Išspręskite medžiagos masės dalies radimo po tirpalų išgarinimo, praskiedimo, koncentravimo, sumaišymo uždavinius pagal formules, gautas nustačius masės dalį. Pavyzdžiui, garavimo problemą galima išspręsti naudojant šią formulę
ω 2 \u003d m1 / (m - Dm) \u003d (ω 1 m) / (m - Dm), kur ω 2 yra medžiagos masės dalis viename pašalintame tirpale, Dm yra skirtumas tarp masių prieš ir po šildymo.

Šaltiniai:

• kaip nustatyti medžiagos masės dalį

Būna situacijų, kai reikia skaičiuoti masė skysčių yra bet kuriame konteineryje. Tai gali būti metu mokymai laboratorijoje, ir sprendžiant buitinę problemą, pavyzdžiui, remontuojant ar dažant.

Instrukcija

Lengviausias būdas yra sverti. Pirmiausia pasverkite indą kartu su, tada supilkite skystį į kitą tinkamo dydžio indą ir pasverkite tuščią indą. O tada belieka tik atimti iš didesnę vertę mažiau ir gausi . Žinoma, šį metodą galima naudoti tik dirbant su neklampiais skysčiais, kurie po perpildymo praktiškai nelieka ant pirmojo konteinerio sienelių ir dugno. Tai yra, kiekis tada išliks, bet bus toks mažas, kad jo galima nepaisyti, tai vargu ar turės įtakos skaičiavimų tikslumui.

O jei, pavyzdžiui, skystis klampus? Kaip tada ji masė? Tokiu atveju turite žinoti jo tankį (ρ) ir užimtą tūrį (V). O tada viskas elementaru. Masė (M) apskaičiuojama iš M = ρV. Žinoma, prieš skaičiuojant būtina koeficientus paversti į vieną vienetų sistemą.

Tankis skysčių galima rasti fizinėje ar cheminėje žinyne. Bet geriau naudoti matavimo prietaisą - tankio matuoklį (densitometrą). Tūrį galima apskaičiuoti žinant konteinerio formą ir bendrus matmenis (jei jis tinkamas geometrine forma). Pavyzdžiui, jei tas pats glicerinas yra cilindrinėje statinėje, kurios pagrindo skersmuo d ir aukštis h, tada tūris