Як знайти масову частку речовини у поєднанні. Масова частка хімічного елемента у складній речовині
розчиномназивають гомогенну суміш двох або більше компонентів.
Речовини, змішуванням яких отриманий розчин, називають його компонентами.
Серед компонентів розчину розрізняють розчинена речовина, яке може бути не одне, та розчинник. Наприклад, у разі розчину цукру у воді цукор є розчиненою речовиною, а вода є розчинником.
Іноді поняття розчинник може бути застосовано однаково до будь-якого з компонентів. Наприклад, це стосується тих розчинів, які отримані змішуванням двох або більше рідин, що ідеально розчиняються один в одному. Так, зокрема, у розчині, що складається зі спирту та води, розчинником може бути названий як спирт, так і вода. Однак найчастіше щодо водомістких розчинів традиційно розчинником прийнято називати воду, а розчиненою речовиною - другий компонент.
Як кількісну характеристику складу розчину найчастіше використовують таке поняття, як масова часткаречовини у розчині. Масовою часткою речовини називають відношення маси цієї речовини до маси розчину, в якому вона міститься:
де ω (В-ва) - масова частка речовини, що міститься в розчині (г), m(В-ва) - маса речовини, що міститься в розчині (г), m(р-ра) - маса розчину (г).
З формули (1) випливає, що масова частка може набувати значення від 0 до 1, тобто становить частки одиниці. У зв'язку з цим масову часткуможна також виражати у відсотках (%), причому саме у такому форматі вона фігурує практично у всіх завданнях. Масова частка, виражена у відсотках, розраховується за формулою, схожою з формулою (1) з тією різницею, що відношення маси розчиненої речовини до маси всього розчину множать на 100%:
Для розчину, що складається тільки з двох компонентів, можуть бути розраховані відповідно масові частки розчиненої речовини ω(р.в.) і масова частка розчинника ω(розчинника).
Масову частку розчиненої речовини називають також концентрацією розчину.
Для двокомпонентного розчину його маса складається з мас розчиненої речовини та розчинника:
Також у разі двокомпонентного розчину сума масових часток розчиненої речовини та розчинника завжди становить 100%:
Очевидно, що, крім записаних вище формул, слід знати і всі формули, які безпосередньо з них математично виводяться. Наприклад:
Також необхідно пам'ятати формулу, що зв'язує масу, об'єм та щільність речовини:
m = ρ∙V
а також обов'язково потрібно знати, що густина води дорівнює 1 г/мл. Тому обсяг води в мілілітрах чисельно дорівнює масі води в грамах. Наприклад, 10 мл води мають масу 10 г, 200 мл – 200 г тощо.
Щоб успішно вирішувати завдання, крім знання зазначених вище формул, дуже важливо довести до автоматизму навички їх застосування. Досягти цього можна лише вирішенням великої кількості різноманітних завдань. Завдання з реальних іспитів ЄДІ на тему "Розрахунки з використанням поняття "масова частка речовини в розчині"" можна вирішити.
Приклади завдань на розчини
Приклад 1
Розрахуйте масову частку нітрату калію в розчині, отриманому змішуванням 5 г солі та 20 г води.
Рішення:
Розчиненим речовиною у разі є нітрат калію, а розчинником — вода. Тому формули (2) та (3) можуть бути записані відповідно як:
З умови m(KNO 3) = 5 г, а m(Н 2 O) = 20 г, отже:
Приклад 2
Яку масу води необхідно додати до 20 г глюкози для отримання 10% розчину глюкози.
Рішення:
З умов завдання випливає, що розчиненою речовиною є глюкоза, а розчинником вода. Тоді формула (4) може бути записана у нашому випадку так:
З умови ми знаємо масову частку (концентрацію) глюкози та саму масу глюкози. Позначивши масу води як x г, ми можемо записати на основі формули вище наступне рівносильне рівняння:
Вирішуючи це рівняння знаходимо x:
тобто. m(H 2 O) = x г = 180 г
Відповідь: m(H 2 O) = 180 г
Приклад 3
150 г 15%-ного розчину хлориду натрію змішали зі 100 г 20%-ного розчину цієї солі. Яка масова частка солі в одержаному розчині? Відповідь вкажіть з точністю до цілих.
Рішення:
Для вирішення завдань на приготування розчинів зручно використовувати таку таблицю:
1-й розчин |
2-й розчин |
3-й розчин |
|
m р.в. |
|||
m р-ну |
|||
ω р.в. |
де m р.в. , m р-ну та ω р.в. - Значення маси розчиненої речовини, маси розчину і масової частки розчиненої речовини відповідно, індивідуальні для кожного з розчинів.
З умови ми знаємо, що:
m (1) розчину = 150 г,
ω (1) р.в. = 15%,
m (2) розчину = 100 г,
ω (1) р.в. = 20%,
Вставимо всі ці значення таблицю, отримаємо:
Нам слід згадати такі формули, необхідні розрахунків:
ω р.в. = 100% ∙ m р.в. / m р-ну, m р.в. = m р-ну ∙ ω р.в. /100%, m р-ну = 100% ∙ m р.в. / р.в.
Починаємо заповнювати таблицю.
Якщо рядку чи стовпчику відсутня лише одне значення, його можна порахувати. Виняток - рядок з р.в.Знаючи значення у двох її осередках, значення в третій розрахувати не можна.
У першому стовпці відсутнє значення лише в одному осередку. Отже, ми можемо розрахувати його:
m(1) р.в. = m (1) р-ну ∙ ω (1) р.в. /100% = 150 г ∙ 15%/100% = 22,5 г
Аналогічно у нас відомі значення у двох осередках другого стовпця, значить:
m (2) р.в. = m (2) р-ну ∙ ω (2) р.в. /100% = 100 г ∙ 20%/100% = 20 г
Внесемо розраховані значення таблицю:
Тепер у нас стали відомі два значення у першому рядку та два значення у другому рядку. Значить ми можемо розрахувати відсутні значення (m (3) р.в. і m (3) р-ра):
m (3) р.в. = m (1) р.в. + m (2) р.в. = 22,5 г + 20 г = 42,5 г
m (3) р-ра = m (1) р-ра + m (2) р-ра = 150 г + 100 г = 250 г.
Внесемо розраховані значення таблицю, отримаємо:
Ось тепер ми впритул підібралися до розрахунку шуканої величини ω (3) р.в. . У стовпці, де вона розташована, відомий вміст двох інших осередків, значить ми можемо її розрахувати:
ω (3) р.в. = 100% m (3)р.в. /m (3)р-ра = 100% ∙ 42,5 г/250 г = 17%
Приклад 4
До 200 г 15%-ного розчину натрію хлориду додали 50 мл води. Яка масова частка солі отриманому розчині. Відповідь вкажіть з точністю до сотих _______%
Рішення:
Насамперед слід звернути увагу на те, що замість маси доданої води нам дано її обсяг. Розрахуємо її масу, знаючи, що густина води дорівнює 1 г/мл:
m доб. (H 2 O) = V доб. (H 2 O) ∙ ρ (H 2 O) = 50 мл ∙ 1 г/мл = 50 г
Якщо розглядати воду як 0% розчин хлориду натрію, що містить відповідно 0 г хлориду натрію, завдання можна вирішити за допомогою такої ж таблиці, як у прикладі вище. Накреслимо таку таблицю і вставимо відомі нам значення до неї:
У першому стовпці відомі два значення, тож можемо порахувати третє:
m (1) р.в. = m (1) р-ра ∙ ω (1) р.в. /100% = 200 г ∙ 15%/100% = 30 г,
У другому рядку теж відомі два значення, значить можемо розрахувати третє:
m (3) р-ра = m (1) р-ра + m (2) р-ра = 200 г + 50 г = 250 г,
Внесемо розраховані значення до відповідних осередків:
Тепер стали відомі два значення у першому рядку, отже можемо порахувати значення m(3)р.в. у третьому осередку:
m (3) р.в. = m (1) р.в. + m (2) р.в. = 30 г + 0 г = 30 г
ω (3) р.в. = 30/250 ∙ 100% = 12%.
>>
Масова частка елемента в складній речовині
Матеріал параграфа допоможе вам:
> з'ясувати, що таке масова частка елемента у поєднанні, та визначати її значення;
> розраховувати масу елемента у певній масі сполуки, з масової частки елемента;
> правильно оформляти рішення хімічних завдань.
Кожне складне речовина (хімічне з'єднання) утворено кількома елементами. Знати зміст елементів у з'єднанні необхідно його ефективного використання. Наприклад, найкращим азотним добривом вважають те, в якому міститься найбільша кількість нітрогену (цей елемент необхідний рослинам). Аналогічно оцінюють якість металевої руди, визначаючи, наскільки вона « багатана металевий елемент.
Зміст елементау поєднанні характеризують його масовою часткою. Цю величину позначають латинською літерою w («дубль-ве»).
Виведемо формулу для обчислення масової частки елемента у з'єднанні за відомими масами сполуки та елемента. Позначимо масову частку елемента літерою х. Взявши до уваги, що маса сполуки – це ціле, а маса елемента – частина від цілого, складаємо пропорцію:
Зауважимо, що маси елемента та з'єднання потрібно брати в однакових одиницях виміру (наприклад, у грамах).
Це цікаво
У двох сполуках Сульфура - SO 2 і MoS 3 - масові частки елементів однакові і становлять 0,5 (або 50%).
Масова частка немає розмірності. Її часто виражають у відсотках. В цьому випадку формуланабуває такого вигляду:
Очевидним є те, що сума масових часток всіх елементів у поєднанні дорівнює 1 (або 100%).
Наведемо кілька прикладів розв'язання розрахункових завдань. Умову завдання та її вирішення оформлюють таким чином. Лист зошита чи класну дошку ділять вертикальною лінієюна дві різні частини. У лівій, меншій частині скорочено записують умову завдання, проводять горизонтальну лініюі під нею вказують те, що потрібно знайти чи обчислити. У правій частині записують математичні формули, пояснення, розрахунки та відповідь.
У 80 г сполуки міститься 32 г Оксигену. Обчислити масову частку Оксигену у соединении.
Масову частку елемента сполуки також обчислюють, використовуючи хімічну формулу сполуки. Оскільки маси атомів та молекулпропорційні відносним атомним та молекулярним масам, то
де N(E) – кількість атомів елемента у формулі сполуки.
За відомою масовою часткою елемента можна розрахувати масу елемента, що міститься у певній масі сполуки. З математичної формули для масової частки елемента випливає:
m(E) = w(E) m(з'єднання).
Яка маса Нітрогену міститься в аміачній селітрі (азотне добриво) масою 1 кг, якщо масова частка цього елемента в поєднанні дорівнює 0,35?
Поняття "масова частка" використовують для характеристики кількісного складу сумішей речовин. Відповідна математична формула має такий вигляд:
Висновки
Масова частка елемента з'єднанні - це відношення маси елемента до відповідної маси з'єднання.
Масову частку елемента з'єднання обчислюють за відомими масами елемента і з'єднання або його хімічної формули.
?
92. Як обчислити масову частку елемента з'єднання, якщо відомі: а) маса елемента і відповідна маса з'єднання; б) хімічна формула сполуки?
93. У 20 г речовини міститься 16 г брому. Знайдіть масову частку цього елемента в речовині, виразивши її звичайним дробом, десятковим дробом та у відсотках.
94. Обчисліть (бажано усно) масові частки елементів у сполуках із такими формулами: SO 2 , LiH, CrO 3 .
95. Зіставляючи формули речовин, а також значення відносних атомних мас, визначте, в якій із речовин кожної пари масова частка першого у формулі елемента більша:
a) N 2 O, NO; б) CO, CO2; в) B2O3, B2S3.
96. Виконайте необхідні обчислення для оцтової кислоти CH 3 COOH та гліцерину C 3 H 5 (OH) 3 та заповніть таблицю:
| C x H y O z | M r (C x H y O z) | w(C) | W(H) | W(O) |
97. Масова частка Нітрогену в деякому поєднанні дорівнює 28%. Яка маса сполуки містить 56 г Нітрогену?
98. Масова частка Кальцію у його поєднанні з Гідрогеном дорівнює 0,952. Визначте масу Гідрогену, яка міститься у 20 г сполуки.
99. Змішали 100 г цементу та 150 г піску. Яка масова частка цементу у приготовленій суміші?
Попель П. П., Крикля Л. С., Хімія: Підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закл. – К.: ВЦ «Академія», 2008. – 136 с.: іл.
Зміст уроку конспект уроку та опорний каркас презентація уроку інтерактивні технології акселеративні методи навчання Практика тести, тестування онлайн завдання та вправи домашні завдання практикуми та тренінги питання для дискусій у класі Ілюстрації відео- та аудіоматеріали фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми комікси, притчі, приказки, кросворди, анекдоти, приколи, цитати Доповнення шпаргалки фішки для допитливих статті (МАН) література основна та додаткова словник термінів Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок у підручнику заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів календарні планинавчальні програми методичні рекомендації1. Заповніть перепустки в реченнях.
а) У математиці "частка" - це відношення частини до цілого. Для розрахунку масової частки елемента потрібно його відносну атомну масу помножити число атомів даного елемента у формулі і розділити на відносну молекулярну масу речовини.
б) Сума масових часток всіх 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 речей - 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) у метані (СН 4)
б) у карбонаті натрію (Na 2 CO 3)
4. Порівняйте масові частки вказаних елементів у речовинах і поставте знак<, >або = :
5. У поєднанні 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 у поєднанні відображені в діаграмі:
Визначте формулу цієї речовини, якщо відомо, що її відносна молекулярна маса дорівнює 100.
7. Етилен є природним стимулятором дозрівання плодів: його накопичення у 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 857%, масова частка водню -143%. Відносна молекулярна маса цього речовини 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. Раніше його застосовували для припікання бородавок. У невеликих концентраціях він діє як протизапальна і в'яжуча шкода, але може спричинити опіки. Виведіть формулу ляпісу, якщо відомо, що до його складу входить 63,53% срібла, 8,24% азоту, 28,23% кисню.
Масова частка елемента ω(Е) % - це відношення маси даного елемента m(Е) у взятій молекулі речовини до молекулярної маси цієї речовини Mr (в-ва).
Масову частку елемента виражають у 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 всіх елементів речовини дорівнює 1 чи 100%.
Як правило, для розрахунків масової частки елемента беруть порцію речовини, що дорівнює молярній масі 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 У у частках від одиниці:
ω(A) = Ar(Е) · Х / Мr(в-ва) (2)
З пропорції (2) виведемо розрахункову формулу для визначення індексів (х, y) у хімічній формулі речовини, якщо відомі масові частки обох елементів та молярна маса речовини:
Х = ω% (A) · Mr (в-ва) / Ar (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 так:
Х: У = % (A) / Ar (А) : % (В) / Ar (В) = X (А) : У (В) (5)
Розрахункові формули (3) та (5) використовують для визначення формули речовини.
Якщо відоме число атомів у молекулі речовини для одного з елементів та його масова частка, можна визначити молярну масу речовини:
Mr(в-ва) = Ar(Е) · Х/W(A)
Приклади вирішення завдань на обчислення масових часток хімічних елементів у складній речовині
Обчислення масових часток хімічних елементів у складній речовині
Приклад 1. Визначте масові частки хімічних елементів у сірчаній кислоті H 2 SO 4 та виразіть 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) поділяють на молярну масу речовини:
Враховуючи це та 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 у оксиді алюмінію Al 2 O 3 та виразіть 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 - ставлення маси цієї речовини у 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 у частках від одиниці чи у відсотках.
Приклад 1. Визначте масову частку кристалізаційної води у дигідраті 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 випливає, що 1 моль дигідрату 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 р.
Знаходимо масову частку кристалізаційної води у дигідраті 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. Зі зразка гірської породи масою 25 г, що містить мінерал аргентит Ag 2 S, виділено срібло масою 5,4 г. Визначте масову частку аргентиту у зразку.
|
|
Визначаємо кількість речовини срібла, що знаходиться в аргентиті: n(Ag) = m(Ag) / M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 моль. З формули Ag 2 S випливає, що кількість речовини аргентиту вдвічі менша за кількість 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 р. Тепер визначаємо масову частку аргентиту у зразку гірської породи масою 25 г. ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S) / m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%. |
Частки розчиненої речовини
ω = m1/m,
де m1 – маса розчиненої речовини, а m – маса всього розчину.
Якщо масової частки розчиненої речовини потрібно, помножте отримане число на 100%:
ω = m1/m х 100%
У завданнях, де потрібно обчислити масові частки кожного з елементів, що входять до хімічної речовини, використовуйте таблицю Д.І. Менделєєва. Наприклад, дізнайтеся про масові частки кожного з елементів, що входять до складу вуглеводню, якого C6H12
m (C6H12) = 6 х 12 + 12 х 1 = 84 г/моль
?
ω (Н) = 12 m1(Н) / m (C6H12) х 100% = 12 х 1 г / 84 г/моль х 100% = 15%
Завдання знаходження масової частки речовини після упарювання, розведення, концентрування, змішування розчинів вирішуйте з допомогою формул, отриманих визначення масової частки. Наприклад, завдання на упарювання можна вирішити за допомогою такої формули
ω 2= m1 / (m – Dm) = (ω 1 m) / (m – Dm), де ω 2 – масова частка речовини в випареному розчині, Dm - різниця між масами до нагрівання та після.
Джерела:
- як визначити масову частку речовини
Бувають ситуації, коли потрібно обчислити масу рідини, що міститься в будь-якій ємності. Це може бути і під час навчального заняттяу лабораторії, та в ході вирішення побутової проблеми, наприклад, при ремонті чи фарбуванні.
Інструкція
Найпростіший метод - вдатися до зважування. Спочатку зважте ємність разом з , потім перелийте рідину в іншу ємність, що підходить за розмірами, і зважте порожню тару. А потім залишається лише відняти з більшого значенняменше, і ви отримаєте . Зрозуміло, цього способу можна вдаватися, тільки маючи справу з нев'язкими рідинами, які після переливу практично не залишаються на стінках і днище першої ємності. Тобто, кількість і тоді залишиться, але вона буде настільки мало, що їм можна знехтувати, на точності обчислень це майже не позначиться.
А якщо рідина в'язка, наприклад,? Як тоді її масу? В цьому випадку вам треба знати її щільність (ρ) і об'єм (V), що займає. А далі вже все просто. Маса (М) обчислюється за М = V. Вочевидь, перед обчисленням треба перевести співмножники в єдину систему одиниць.
густина рідиниможна знайти у фізичному чи хімічному довіднику. Але краще скористатися вимірювальним приладом – щільним (денситометром). А обсяг можна обчислити, знаючи форму та габаритні розміри ємності (якщо вона має правильну геометричну форму). Наприклад, якщо той же гліцерин знаходиться в циліндричній бочці з діаметром основи d і висотою h, то об'єм
