Hvordan man finder ud af massefraktionen af ​​et grundstof i et stof. Hvordan man beregner massefraktionen af ​​et grundstof i et stof

Instruktioner

Bestem den kemiske form af det stof, hvis massefraktioner af grundstoffer skal findes. Tag Mendeleevs periodiske system og find i det cellerne af grundstoffer, der svarer til de atomer, der udgør molekylet af et givet stof. Find massetallet for hver i cellen element. Hvis den fundne værdi af massetallet element brøk, afrund det til nærmeste .

I det tilfælde, hvor atomer af samme type forekommer flere gange i et molekyle, ganges deres atommasse med dette tal. Tilføj masserne af alle de grundstoffer, der udgør molekylet for at få værdien i atommasseenheder. For eksempel, hvis du skal finde massen af ​​et saltmolekyle, som er sulfat (Na2SO4), bestemmer atommassen af ​​natrium Ar(Na) = 23, svovl Ar(S) = 32 og Ar(O) = 16. Da molekylet indeholder 2 natrium, tag værdien 23*2=46 for det, og 16*4=64, som har 4 atomer. Så vil massen af ​​molekylet af natriumsulfat være Mr(Na2SO4)=46+32+64=142.

For at beregne massefraktionerne af de grundstoffer, der udgør molekylet af et givet stof, skal du finde forholdet mellem masserne af de atomer, der indgår i stoffets molekyle, og molekylets masse, og gange resultatet med 100 %. For eksempel, hvis vi betragter natriumsulfat Na2SO4, beregne massefraktionerne af dets grundstoffer på denne måde: - massefraktionen af ​​natrium vil være ω(Na)= 23 2 100%/142=32,4%;
- massefraktionen af ​​svovl vil være ω(S)= 32 100%/142=22,5%;
- massefraktionen af ​​oxygen vil være ω(O)= 16 4 100%/142=45,1%.

Massefraktioner viser de relative grundstoffer i et givet molekyle af et stof. Tjek rigtigheden af ​​beregningen ved at tilføje massefraktionerne af stoffet. Deres sum skal være 100 %. I det undersøgte eksempel, 32,4%+22,5%+45,1%=100%, er beregningen foretaget.

Det er måske umuligt at finde et grundstof så essentielt for livet som ilt. Hvis en person kan leve uden mad i flere uger, uden vand i flere dage, så uden ilt - kun et par minutter. Dette stof er meget udbredt i forskellige industriområder, herunder den kemiske industri, og også som en komponent i raketbrændstof (oxidationsmiddel).

Instruktioner

Ofte er der behov for at bestemme iltmassen i et lukket volumen eller som et resultat af en kemisk reaktion. For eksempel: 20 gram permanganat blev udsat for termisk nedbrydning, reaktionen var afsluttet. Hvor mange gram ilt blev frigivet?

Først og fremmest skal du huske, at kalium - aka - har den kemiske formel KMnO4. Når det opvarmes, nedbrydes det og danner kaliummanganat - K2MnO4, den vigtigste - MnO2 og O2. Efter at have skrevet reaktionsligningen og valgt koefficienterne får du:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

I betragtning af, at den omtrentlige molekylvægt af to molekyler kaliumpermanganat er 316, og molekylvægten af ​​et oxygenmolekyle er henholdsvis 32, ved at løse forholdet, beregn:

20 * 32 /316 = 2,02
Det vil sige, at ved den termiske nedbrydning af 20 gram kaliumpermanganat opnås cirka 2,02 gram ilt. (Eller afrundet 2 gram).

Eller, for eksempel, er det nødvendigt at bestemme massen af ​​ilt placeret i et lukket volumen, hvis dets temperatur og tryk er kendt. Her kommer den universelle Mendeleev-Clapeyron-ligning, eller med andre ord "tilstandsligningen for en ideel gas", til undsætning. Det ser sådan ud:

PVm = MRT
P – gastryk,

V er dens volumen,

m er dens molære masse,

M - masse,

R – universel gaskonstant,

T – temperatur.

Du kan se, at den krævede værdi, det vil sige massen af ​​gas (ilt), efter at have bragt alle de indledende data i et system af enheder (tryk - , temperatur - i grader Kelvin osv.), kan let beregnes ved hjælp af formlen :

Selvfølgelig er ægte ilt ikke den ideelle gas til at beskrive, hvilken ligning blev indført. Men ved tryk- og temperaturværdier tæt på , er afvigelserne af de beregnede værdier fra de faktiske så ubetydelige, at de sikkert kan negligeres.

Video om emnet

Hvad er massefraktion element? Ud fra selve navnet kan du forstå, at dette er en mængde, der angiver masseforholdet element, inkluderet i stoffets sammensætning, og den samlede masse af dette stof. Det udtrykkes i brøkdele af en enhed: procent (hundrededele), ppm (tusinder) osv. Hvordan kan man beregne massen af ​​noget? element?

Instruktioner

For klarhedens skyld kan du overveje det velkendte kulstof, uden hvilket der ikke ville være nogen . Hvis kulstof er et stof (for eksempel), så dets masse del kan sikkert tages som en eller 100%. Selvfølgelig indeholder diamant også urenheder af andre grundstoffer, men i de fleste tilfælde i så små mængder, at de kan negligeres. Men i kulstofmodifikationer som eller, er urenhedsindholdet ret højt, og forsømmelse er uacceptabelt.

Hvis kulstof er en del af et komplekst stof, skal du gå frem som følger: skriv den nøjagtige formel for stoffet ned, og kend derefter molmasserne af hver element inkluderet i dets sammensætning, beregne den nøjagtige molære masse af dette stof (selvfølgelig under hensyntagen til "indekset" for hver element). Herefter bestemmes massen del ved at dividere den totale molære masse element per molær masse af stoffet.

For eksempel skal du finde en masse del kulstof i eddikesyre. Skriv formlen for eddikesyre: CH3COOH. For at gøre beregningerne nemmere, konverter det til formen: C2H4O2. Molmassen af ​​dette stof er summen af ​​grundstoffernes molmasser: 24 + 4 + 32 = 60. Derfor beregnes massefraktionen af ​​kulstof i dette stof som følger: 24/60 = 0,4.

Hvis du skal beregne det i procent, henholdsvis 0,4 * 100 = 40%. Det vil sige, at hver eddikesyre indeholder (cirka) 400 gram kulstof.

Selvfølgelig kan massefraktionerne af alle andre grundstoffer findes på en fuldstændig lignende måde. For eksempel beregnes massen i den samme eddikesyre som følger: 32/60 = 0,533 eller ca. 53,3%; og massefraktionen af ​​hydrogen er 4/60 = 0,666 eller ca. 6,7%.

Kilder:

  • massefraktioner af grundstoffer

En kemisk formel er en registrering lavet ved hjælp af almindeligt accepterede symboler, der karakteriserer sammensætningen af ​​et stofs molekyle. For eksempel er formlen for den velkendte svovlsyre H2SO4. Det kan let ses, at hvert svovlsyremolekyle indeholder to brintatomer, fire oxygenatomer og et atom. Det skal forstås, at dette kun er en empirisk formel; den karakteriserer sammensætningen af ​​molekylet, men ikke dets "struktur", det vil sige arrangementet af atomer i forhold til hinanden.

Du får brug for

  • - Mendeleev bord.

Instruktioner

Find først ud af de elementer, der udgør stoffet og deres. For eksempel: hvad bliver nitrogenoxidniveauet? Det er klart, at dette molekyle indeholder to elementer: nitrogen og . Begge er gasser, det vil sige udtalte gasser. Så hvilken valens har nitrogen og oxygen i denne forbindelse?

Husk en meget vigtig regel: ikke-metaller har højere og lavere valens. Det højeste svarer til gruppetallet (i dette tilfælde 6 for oxygen og 5 for nitrogen), og det laveste svarer til forskellen mellem 8 og gruppetallet (det vil sige, at den laveste valens for nitrogen er 3, og for oxygen er 2). Den eneste undtagelse fra denne regel er fluor, som i alle dens former udviser en valens lig med 1.

Så hvilken valens - højere eller lavere - har nitrogen og ilt? En anden regel: i forbindelser af to grundstoffer udviser den, der er placeret til højre og højere i det periodiske system, den laveste valens. Det er helt åbenlyst, at det i dit tilfælde er ilt. Derfor har oxygen i kombination med nitrogen en valens på 2. Følgelig har nitrogen i denne forbindelse en højere valens på 5.

Husk nu selve valensen: dette er evnen for et atom af ethvert grundstof til at knytte et vist antal atomer af et andet grundstof til sig selv. Hvert nitrogenatom i denne forbindelse har 5 oxygenatomer, og hvert oxygenatom har 2 nitrogenatomer. Hvad er nitrogen? Det vil sige, hvilke indekser har hvert element?

En anden regel hjælper med at besvare dette spørgsmål: summen af ​​valenserne af de elementer, der er inkluderet i forbindelsen, skal være ens! Hvad er det mindste fælles multiplum af tallene 2 og 5? Naturligvis 10! Ved at opdele det i valensværdierne for nitrogen og oxygen, finder du indeksene og de endelige formel forbindelser: N2O5.

Video om emnet

Massefraktionen af ​​et stof viser dets indhold i en mere kompleks struktur, for eksempel i en legering eller blanding. Hvis den samlede masse af en blanding eller legering er kendt, kan man finde deres masser ved at kende massefraktionerne af de indgående stoffer. Du kan finde massefraktionen af ​​et stof ved at kende dets masse og massen af ​​hele blandingen. Denne værdi kan udtrykkes i brøker eller procenter.

Du får brug for

  • vægte;
  • periodisk system af kemiske grundstoffer;
  • lommeregner.

Instruktioner

Bestem massefraktionen af ​​stoffet, der er i blandingen gennem blandingens masser og selve stoffet. For at gøre dette skal du bruge en skala til at bestemme de masser, der udgør blandingen eller. Fold dem derefter. Tag den resulterende masse som 100%. For at finde massefraktionen af ​​et stof i en blanding skal du dividere dets masse m med massen af ​​blandingen M og gange resultatet med 100 % (ω%=(m/M)∙100 %). For eksempel opløses 20 g bordsalt i 140 g vand. For at finde massefraktionen af ​​salt tilsættes masserne af disse to stoffer M = 140 + 20 = 160 g. Find derefter massefraktionen af ​​stoffet ω% = (20/160)∙100% = 12,5%.

Hvis du skal finde massefraktionen af ​​et grundstof i et stof med en kendt formel, skal du bruge grundstoffernes periodiske system. Brug det til at finde atommasserne af de grundstoffer, der er i stoffet. Hvis man er i formlen flere gange, multiplicer du dens atommasse med det tal og tilføjer resultaterne. Dette vil være stoffets molekylvægt. For at finde massefraktionen af ​​ethvert grundstof i et sådant stof skal du dividere dets massetal i en given kemisk formel M0 med molekylmassen af ​​et givet stof M. Gang resultatet med 100 % (ω%=(M0/M)∙100 %).

Løsning kaldes en homogen blanding af to eller flere komponenter.

De stoffer ved blanding, som producerer en opløsning, kaldes komponenter.

Blandt komponenterne i løsningen er der opløst stof, som kan være mere end én, og opløsningsmiddel. For eksempel, i tilfælde af en opløsning af sukker i vand, er sukkeret det opløste stof, og vandet er opløsningsmidlet.

Nogle gange kan begrebet opløsningsmiddel anvendes ligeligt på enhver af komponenterne. Det gælder for eksempel de opløsninger, der opnås ved at blande to eller flere væsker, som er ideelt opløselige i hinanden. Så især i en opløsning bestående af alkohol og vand kan både alkohol og vand kaldes et opløsningsmiddel. Men oftest i forhold til vandige opløsninger kaldes opløsningsmidlet traditionelt vand, og det opløste stof er den anden komponent.

Som en kvantitativ karakteristik af sammensætningen af ​​en løsning er det oftest anvendte begreb massefraktion stoffer i opløsning. Massefraktionen af ​​et stof er forholdet mellem massen af ​​dette stof og massen af ​​opløsningen, hvori det er indeholdt:

Hvor ω (in-va) – massefraktion af stoffet indeholdt i opløsningen (g), m(v-va) – massen af ​​stoffet indeholdt i opløsningen (g), m(r-ra) – massen af ​​opløsningen (g).

Af formel (1) følger det, at massefraktionen kan tage værdier fra 0 til 1, det vil sige, at den er en brøkdel af enhed. I denne forbindelse kan massefraktionen også udtrykkes i procent (%), og det er i dette format, at den optræder i næsten alle opgaver. Massefraktionen, udtrykt i procent, beregnes ved hjælp af en formel svarende til formel (1), med den eneste forskel, at forholdet mellem massen af ​​det opløste stof og massen af ​​hele opløsningen multipliceres med 100 %:

For en opløsning, der kun består af to komponenter, kan massefraktionen af ​​opløst stof ω(s.v.) og massefraktionen af ​​opløsningsmiddel ω(opløsningsmiddel) beregnes i overensstemmelse hermed.

Massefraktionen af ​​det opløste stof kaldes også opløsningskoncentration.

For en to-komponent opløsning er dens masse summen af ​​masserne af det opløste stof og opløsningsmidlet:

Også i tilfælde af en to-komponent opløsning er summen af ​​massefraktionerne af det opløste stof og opløsningsmidlet altid 100%:

Det er indlysende, at du ud over formlerne skrevet ovenfor også bør kende alle de formler, der er direkte matematisk afledt af dem. For eksempel:

Det er også nødvendigt at huske formlen, der forbinder et stofs masse, volumen og tæthed:

m = ρ∙V

og du skal også vide, at densiteten af ​​vand er 1 g/ml. Af denne grund er mængden af ​​vand i milliliter numerisk lig med massen af ​​vand i gram. For eksempel har 10 ml vand en masse på 10 g, 200 ml - 200 g osv.

For at kunne løse problemer med succes, ud over viden om ovenstående formler, er det ekstremt vigtigt at bringe færdighederne i deres ansøgning til automatik. Dette kan kun opnås ved at løse en lang række forskellige problemer. Problemer fra ægte Unified State-undersøgelser om emnet "Beregninger ved hjælp af begrebet "massefraktion af et stof i opløsning"" kan løses.

Eksempler på problemer, der involverer løsninger

Eksempel 1

Beregn massefraktionen af ​​kaliumnitrat i en opløsning opnået ved at blande 5 g salt og 20 g vand.

Løsning:

Det opløste stof i vores tilfælde er kaliumnitrat, og opløsningsmidlet er vand. Derfor kan formlerne (2) og (3) skrives henholdsvis som:

Fra betingelsen m(KNO 3) = 5 g, og m(H 2 O) = 20 g, derfor:

Eksempel 2

Hvilken masse vand skal tilsættes til 20 g glukose for at opnå en 10% glukoseopløsning.

Løsning:

Af betingelserne for problemet følger det, at det opløste stof er glukose og opløsningsmidlet er vand. Så kan formel (4) i vores tilfælde skrives som følger:

Fra tilstanden kender vi massefraktionen (koncentrationen) af glukose og massen af ​​selve glukosen. Efter at have udpeget vandmassen som x g, kan vi skrive, baseret på formlen ovenfor, følgende ligning svarende til den:

Ved at løse denne ligning finder vi x:

de der. m(H20) = xg = 180 g

Svar: m(H 2 O) = 180 g

Eksempel 3

150 g af en 15% opløsning af natriumchlorid blev blandet med 100 g af en 20% opløsning af det samme salt. Hvad er massefraktionen af ​​salt i den resulterende opløsning? Angiv venligst dit svar til nærmeste heltal.

Løsning:

For at løse problemer til forberedelse af løsninger er det praktisk at bruge følgende tabel:

1. løsning
2. løsning
3. løsning
m r.v.
m løsning
ω r.v.

hvor m r.v. , m opløsning og ω r.v. - værdier af henholdsvis massen af ​​det opløste stof, massen af ​​opløsningen og massefraktionen af ​​det opløste stof, individuelle for hver af opløsningerne.

Fra tilstanden ved vi, at:

m (1) opløsning = 150 g,

ω (1) r.v. = 15 %,

m (2) opløsning = 100 g,

ω (1) r.v. = 20 %,

Lad os indsætte alle disse værdier i tabellen, vi får:

Vi bør huske følgende formler, der er nødvendige for beregninger:

ω r.v. = 100 % ∙ m r.v. /m løsning, m r.v. = m opløsning ∙ ω opløsning /100 % , m opløsning = 100 % ∙ m opløsning /ω r.v.

Lad os begynde at udfylde tabellen.

Hvis der kun mangler én værdi i en række eller kolonne, kan den tælles. Undtagelsen er linjen med ω r.v., ved at kende værdierne i to af dens celler, kan værdien i den tredje ikke beregnes.

Kun én celle i den første kolonne mangler en værdi. Så vi kan beregne det:

m (1) r.v. = m (1) opløsning ∙ ω (1) opløsning /100 % = 150 g ∙ 15 %/100 % = 22,5 g

På samme måde kender vi værdierne i to celler i den anden kolonne, hvilket betyder:

m (2) r.v. = m (2) opløsning ∙ ω (2) opløsning /100 % = 100 g ∙ 20 %/100 % = 20 g

Lad os indtaste de beregnede værdier i tabellen:

Nu kender vi to værdier i den første linje og to værdier i den anden linje. Det betyder, at vi kan beregne de manglende værdier (m (3)r.v. og m (3)r-ra):

m (3)r.v. = m(1)r.v. + m(2)r.v. = 22,5 g + 20 g = 42,5 g

m (3) opløsning = m (1) opløsning + m (2) opløsning = 150 g + 100 g = 250 g.

Lad os indtaste de beregnede værdier i tabellen og få:

Nu er vi kommet tæt på at beregne den ønskede værdi af ω (3)r.v. . I kolonnen, hvor den er placeret, er indholdet af de to andre celler kendt, hvilket betyder, at vi kan beregne det:

ω (3)r.v. = 100 % ∙ m (3)r.v. /m (3) opløsning = 100 % ∙ 42,5 g/250 g = 17 %

Eksempel 4

50 ml vand blev tilsat til 200 g 15% natriumchloridopløsning. Hvad er massefraktionen af ​​salt i den resulterende opløsning. Angiv venligst dit svar til nærmeste hundrededel af _______%

Løsning:

Først og fremmest skal vi være opmærksomme på, at i stedet for massen af ​​tilsat vand får vi dets volumen. Lad os beregne dens masse, vel vidende, at densiteten af ​​vand er 1 g/ml:

m ext. (H20) = V ekst. (H2O) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 g/ml = 50 g

Hvis vi betragter vand som en 0% natriumchloridopløsning indeholdende 0 g natriumchlorid, kan problemet løses ved at bruge samme tabel som i eksemplet ovenfor. Lad os tegne en tabel som denne og indsætte de værdier, vi kender, i den:

Der er to kendte værdier i den første kolonne, så vi kan beregne den tredje:

m (1)r.v. = m (1)r-ra ∙ ω (1)r.v. /100 % = 200 g ∙ 15 %/100 % = 30 g,

I den anden linje er to værdier også kendt, hvilket betyder, at vi kan beregne den tredje:

m (3) opløsning = m (1) opløsning + m (2) opløsning = 200 g + 50 g = 250 g,

Lad os indtaste de beregnede værdier i de relevante celler:

Nu er to værdier i den første linje blevet kendt, hvilket betyder, at vi kan beregne værdien af ​​m (3)r.v. i den tredje celle:

m (3)r.v. = m(1)r.v. + m(2)r.v. = 30 g + 0 g = 30 g

ω (3)r.v. = 30/250 ∙ 100 % = 12 %.

Fra et kemikursus ved vi, at massefraktionen er indholdet af et bestemt grundstof i et stof. Det ser ud til, at sådan viden ikke er til nogen nytte for en almindelig sommerboer. Men skynd dig ikke at lukke siden, da evnen til at beregne massefraktionen for en gartner kan være meget nyttig. Men for ikke at blive forvirret, lad os tale om alt i orden.

Hvad er essensen af ​​begrebet "massefraktion"?

Massefraktionen måles i procent eller blot i tiendedele. Lige ovenfor talte vi om den klassiske definition, som kan findes i opslagsbøger, encyklopædier eller skolekemi lærebøger. Men det er ikke så let at forstå essensen af ​​det, der er blevet sagt. Så antag, at vi har 500 g af et komplekst stof. Kompleks betyder i dette tilfælde, at den ikke er homogen i sin sammensætning. I det store og hele er alle stoffer, vi bruger, komplekse, endda simpelt bordsalt, hvis formel er NaCl, det vil sige, at det består af natrium- og klormolekyler. Hvis vi fortsætter vores ræsonnement med bordsalt som eksempel, kan vi antage, at 500 gram salt indeholder 400 g natrium. Så vil dens massefraktion være 80% eller 0,8.


Hvorfor har en sommerboer brug for dette?

Jeg tror, ​​du allerede kender svaret på dette spørgsmål. Forberedelse af alle slags løsninger, blandinger osv. er en integreret del af enhver gartneres økonomiske aktivitet. Gødning, forskellige næringsstofblandinger såvel som andre lægemidler, for eksempel vækststimulerende midler "Epin", "Kornevin" osv. bruges i form af opløsninger. Derudover er det ofte nødvendigt at blande tørre stoffer, såsom cement, sand og andre komponenter, eller almindelig havejord med et købt substrat. Desuden er den anbefalede koncentration af disse midler og lægemidler i tilberedte opløsninger eller blandinger i de fleste instruktioner angivet i massefraktioner.

At vide, hvordan man beregner massefraktionen af ​​et element i et stof, vil således hjælpe sommerboeren til korrekt at forberede den nødvendige opløsning af gødning eller næringsstofblanding, og dette vil til gengæld helt sikkert påvirke den fremtidige høst.

Beregningsalgoritme

Så massefraktionen af ​​en individuel komponent er forholdet mellem dens masse og den samlede masse af opløsningen eller stoffet. Hvis det opnåede resultat skal omregnes til en procentdel, skal det ganges med 100. Formlen til beregning af massefraktionen kan således skrives som følger:

W = Masse af stof / Masse af opløsning

W = (Masse af stof / Masse af opløsning) x 100%.

Eksempel på bestemmelse af massefraktion

Lad os antage, at vi har en opløsning til fremstilling, hvoraf 5 g NaCl blev tilsat til 100 ml vand, og nu skal vi beregne koncentrationen af ​​bordsalt, det vil sige dens massefraktion. Vi kender massen af ​​stoffet, og massen af ​​den resulterende opløsning er summen af ​​to masser - salt og vand og er lig med 105 g. Således dividerer vi 5 g med 105 g, multiplicerer resultatet med 100 og får ønsket værdi på 4,7 %. Det er præcis den koncentration, saltvandsopløsningen vil have.

Mere praktisk opgave

I praksis skal en sommerboer oftere forholde sig til problemer af en anden art. For eksempel er det nødvendigt at fremstille en vandig opløsning af noget gødning, hvis vægtkoncentration skal være 10%. For nøjagtigt at observere de anbefalede proportioner skal du bestemme, hvor meget af stoffet er nødvendigt, og i hvilket volumen vand det skal opløses.

Løsningen af ​​problemet begynder i omvendt rækkefølge. Først skal du dividere massefraktionen udtrykt i procent med 100. Som et resultat får vi W = 0,1 - dette er massefraktionen af ​​stoffet i enheder. Lad os nu betegne mængden af ​​stof som x, og den endelige masse af opløsningen som M. I dette tilfælde består den sidste værdi af to led - massen af ​​vand og massen af ​​gødning. Det vil sige, M = Mv + x. Så vi får en simpel ligning:

W = x / (Mw + x)

Løser vi det for x, får vi:

x = B x Mv / (1 – W)

Ved at erstatte de tilgængelige data får vi følgende forhold:

x = 0,1 x MV / 0,9

Således, hvis vi tager 1 liter (det vil sige 1000 g) vand for at forberede en opløsning, så skal vi for at forberede en opløsning med den nødvendige koncentration bruge cirka 111-112 g gødning.

Løsning af fortyndings- eller tilsætningsproblemer

Antag, at vi har 10 liter (10.000 g) af en færdiglavet vandig opløsning med en koncentration af et bestemt stof W1 = 30 % eller 0,3. Hvor meget vand skal der tilsættes for at reducere koncentrationen til W2 = 15 % eller 0,15? I dette tilfælde vil formlen hjælpe:

Мв = (W1х М1 / W2) – М1

Ved at erstatte de indledende data finder vi, at mængden af ​​tilsat vand bør være:
Mv = (0,3 x 10.000 / 0,15) – 10.000 = 10.000 g

Det vil sige, at du skal tilføje de samme 10 liter.

Forestil dig nu det omvendte problem - der er 10 liter af en vandig opløsning (M1 = 10.000 g) med en koncentration på W1 = 10% eller 0,1. Du skal få en opløsning med en massefraktion af gødning W2 = 20% eller 0,2. Hvor meget udgangsmateriale skal der tilføjes? For at gøre dette skal du bruge formlen:

x = M1 x (W2 – W1) / (1 – W2)

Ved at erstatte de oprindelige værdier får vi x = 1.125 g.

Således vil viden om de enkleste grundprincipper i skolekemi hjælpe gartneren til korrekt at forberede gødningsopløsninger, næringssubstrater fra flere elementer eller blandinger til byggearbejde.

Hvad er massefraktion i kemi? Kender du svaret? Hvordan finder man massefraktionen af ​​et grundstof i et stof? Selve beregningsprocessen er slet ikke så kompliceret. Oplever du stadig vanskeligheder i sådanne opgaver? Så smilede heldet til dig, du fandt denne artikel! Interessant? Så læs hurtigt, nu vil du forstå alt.

Hvad er massefraktion?

Så lad os først finde ud af, hvad massefraktion er. Enhver kemiker vil svare på, hvordan man finder massefraktionen af ​​et grundstof i et stof, da de ofte bruger dette udtryk, når de løser problemer eller er i laboratoriet. Selvfølgelig, fordi det er deres daglige opgave at beregne det. For at opnå en vis mængde af et bestemt stof under laboratorieforhold, hvor nøjagtige beregninger og alle mulige muligheder for resultatet af reaktioner er meget vigtige, skal du kun kende et par enkle formler og forstå essensen af ​​massefraktionen. Derfor er dette emne så vigtigt.

Dette udtryk er repræsenteret af symbolet "w" og læses som "omega". Det udtrykker forholdet mellem massen af ​​et givet stof og den samlede masse af en blanding, opløsning eller molekyle, udtrykt som en fraktion eller procentdel. Formel til beregning af massefraktion:

w = m stof / m blanding.

Lad os omdanne formlen.

Vi ved, at m=n*M, hvor m er masse; n er mængden af ​​stof udtrykt i molenheder; M er stoffets molære masse, udtrykt i gram/mol. Molær masse er numerisk lig med molekylær masse. Kun molekylvægt måles i atomare masseenheder eller a. e. m. Denne måleenhed er lig med en tolvtedel af massen af ​​kulstofkernen 12. Værdien af ​​molekylær masse kan findes i det periodiske system.

Mængden af ​​stof n af det ønskede objekt i en given blanding er lig med indekset ganget med koefficienten for en given forbindelse, hvilket er meget logisk. For at beregne antallet af atomer i et molekyle skal du for eksempel finde ud af, hvor mange atomer af det ønskede stof der er i 1 molekyle = indeks, og gange dette tal med antallet af molekyler = koefficient.

Du skal ikke være bange for sådanne besværlige definitioner eller formler; de indeholder en vis logik, og når du først forstår det, behøver du ikke engang at lære selve formlerne. Molmassen M er lig med summen af ​​atommasserne A r af et givet stof. Husk at atommasse er massen af ​​1 atom af et stof. Det vil sige den oprindelige massefraktionsformel:

w = (n stof *M stof)/m blanding.

Heraf kan vi slutte, at hvis en blanding består af et stof, hvis massefraktion skal beregnes, så er w = 1, da massen af ​​blandingen og massen af ​​stoffet er den samme. Selvom en blanding a priori ikke kan bestå af ét stof.

Så vi har ordnet teorien, men hvordan finder man massefraktionen af ​​et grundstof i et stof i praksis? Nu vil vi vise og fortælle dig alt.

Kontrol af det lærte materiale. Let niveau problem

Nu vil vi analysere to opgaver: let og mellemniveau. Læs videre!

Det er nødvendigt at finde ud af massefraktionen af ​​jern i jernsulfatmolekylet FeSO 4 * 7 H 2 O. Hvordan løser man dette problem? Lad os se på løsningen næste gang.

Løsning:

Lad os tage 1 mol FeSO 4 * 7 H 2 O, så finder vi ud af mængden af ​​jern ved at gange jernkoefficienten med dens indeks: 1 * 1 = 1. Givet 1 mol jern. Lad os finde ud af dens masse i stoffet: fra værdien i det periodiske system er det klart, at jernets atommasse er 56 a. e.m. = 56 gram/mol. I dette tilfælde A r = M. Derfor er m jern = n*M = 1 mol* 56 gram/mol = 56 g.

Nu skal vi finde massen af ​​hele molekylet. Det er lig med summen af ​​udgangsstoffernes masser, det vil sige 7 mol vand og 1 mol jernsulfat.

m= (n vand * M vand) + (n ferrosulfat * M ferrosulfat) = (7 mol*(1*2+16) gram/mol) + (1 mol* (1 mol*56 gram/mol+1) mol*32 gram/mol + 4 mol*16 gram/mol) = 126+152=278 g.

Tilbage er blot at dividere massen af ​​jern med massen af ​​forbindelsen:

w=56g/278g=0,20143885~0,2=20%.

Svar: 20%.

Mellemniveau problem

Lad os løse et mere komplekst problem. 34 g calciumnitrat opløses i 500 g vand. Vi skal finde massefraktionen af ​​oxygen i den resulterende opløsning.

Løsning

Da når Ca(NO 3) 2 interagerer med vand, sker kun opløsningsprocessen, og der frigives ingen reaktionsprodukter fra opløsningen, så er blandingens masse lig med summen af ​​masserne af calciumnitrat og vand.

Vi skal finde massefraktionen af ​​oxygen i opløsningen. Bemærk venligst, at ilt er indeholdt i både det opløste stof og opløsningsmidlet. Lad os finde mængden af ​​det nødvendige element i vand. For at gøre dette, lad os beregne mol vand ved hjælp af formlen n=m/M.

n vand =500 g/(1*2+16) gram/mol=27,7777≈28 mol

Ud fra formlen for vand H 2 O finder vi, at mængden af ​​ilt = mængden af ​​vand, det vil sige 28 mol.

Lad os nu finde mængden af ​​oxygen i opløst Ca(NO 3) 2. For at gøre dette finder vi ud af mængden af ​​selve stoffet:

n Ca(NO3)2 =34 g/(40*1+2*(14+16*3)) gram/mol≈0,2 mol.

n Ca(NO3)2 er til nO som 1 til 6, som følger af formlen for forbindelsen. Dette betyder n O = 0,2 mol*6 = 1,2 mol. Den samlede mængde oxygen er 1,2 mol+28 mol=29,2 mol

mO = 29,2 mol*16 gram/mol=467,2 g.

m opløsning = m vand + m Ca(NO3) 2 = 500 g + 34 g = 534 g.

Tilbage er blot at beregne massefraktionen af ​​et kemisk grundstof i et stof:

wO =467,2 g/534 g=0,87=87%.

Svar: 87%.

Vi håber, at vi klart har forklaret dig, hvordan du finder massefraktionen af ​​et grundstof i et stof. Dette emne er slet ikke svært, hvis du forstår det godt. Vi ønsker dig held og lykke med dine fremtidige bestræbelser.