Bir maddedeki bir elementin kütle oranı nasıl bulunur? Bir maddedeki bir elementin kütle oranı nasıl hesaplanır

Talimatlar

Elementlerin kütle kesirlerinin bulunması gereken maddenin kimyasal formunu belirleyin. Almak periyodik tablo Mendeleev ve içinde bu maddenin molekülünü oluşturan atomlara karşılık gelen elementlerin hücrelerini bulun. Hücredeki her bir maddenin kütle numarasını bulunuz. eleman. Kütle numarasının bulunan değeri ise eleman kesirli, en yakın değere yuvarlayın.

Aynı türden atomların bir molekülde birkaç kez bulunması durumunda atom kütlelerini bu sayıyla çarpın. Değeri atomik kütle birimleri cinsinden elde etmek için molekülü oluşturan tüm elementlerin kütlelerini ekleyin. Örneğin, sülfat (Na2SO4) olan bir tuz molekülünün kütlesini bulmanız gerekiyorsa, sodyumun atom kütlesi Ar(Na) = 23, kükürt Ar(S) = 32 ve Ar(O) = 16 olur. Molekülde 2 adet sodyum bulunduğundan onun için 23*2=46, 4 atomlu olan için ise 16*4=64 değerini alın. Bu durumda sodyum sülfat molekülünün kütlesi Mr(Na2SO4)=46+32+64=142 olacaktır.

Belirli bir maddenin molekülünü oluşturan elementlerin kütle kesirlerini hesaplamak için, maddenin molekülünde bulunan atomların kütlelerinin molekülün kütlesine oranını bulun ve sonucu% 100 ile çarpın. Örneğin, sodyum sülfat Na2SO4'ü ele alırsak, elementlerinin kütle kesirlerini şu şekilde hesaplayın: - sodyumun kütle kesri ω(Na)= 23 2 %100/142=%32,4 olacaktır;
- kükürtün kütle oranı ω(S)= 32 %100/142=%22,5 olacaktır;
- oksijenin kütle oranı ω(O)= 16 4 %100/142=%45,1 olacaktır.

Kütle kesirleri gösterisi göreceli unsurlar Belirli bir maddenin molekülünde. Maddenin kütle kesirlerini ekleyerek hesaplamanın doğruluğunu kontrol edin. Toplamları %100 olmalıdır. Söz konusu örnekte %32,4+%22,5+%45,1=%100 hesaplaması yapılmıştır.

Oksijen kadar yaşam için gerekli olan bir elementi bulmak belki de imkansızdır. Bir kişi birkaç hafta yiyeceksiz, birkaç gün susuz, o zaman oksijensiz yaşayabilirse - yalnızca birkaç dakika. Bu madde bulunur geniş uygulama V farklı bölgeler kimya da dahil olmak üzere endüstri ve ayrıca roket yakıtının (oksitleyici) bir bileşeni olarak.

Talimatlar

Çoğu zaman, bazı kapalı hacimlerde bulunan oksijenin kütlesini veya bunun sonucunda belirlemeye ihtiyaç vardır. Kimyasal reaksiyon. Örneğin: 20 gram permanganat termal ayrışmaya tabi tutuldu, reaksiyon tamamlandı. Kaç gram oksijen açığa çıktı?

Her şeyden önce, potasyumun - diğer adıyla - sahip olduğunu unutmayın. kimyasal formül KMnO4. Isıtıldığında ayrışır ve potasyum manganat - K2MnO4, ana olanı - MnO2 ve O2 oluşturur. Reaksiyon denklemini yazıp katsayıları seçtikten sonra şunu elde edersiniz:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

İki molekül potasyum permanganatın yaklaşık moleküler ağırlığının 316 olduğu ve bir oksijen molekülünün moleküler ağırlığının sırasıyla 32 olduğu göz önüne alındığında, oranı çözerek şunu hesaplayın:

20 * 32 /316 = 2,02
Yani 20 gram potasyum permanganatın termal ayrışmasıyla yaklaşık 2,02 gram oksijen elde edilir. (Veya 2 grama yuvarlanır).

Veya örneğin kapalı bir hacimde bulunan oksijenin sıcaklığı ve basıncı biliniyorsa kütlesinin belirlenmesi gerekir. Burada evrensel Mendeleev-Clapeyron denklemi veya başka bir deyişle “ideal bir gazın durum denklemi” imdadımıza yetişiyor. Şuna benziyor:

PVm = MRT
P – gaz basıncı,

V onun hacmidir,

m onun molar kütlesidir,

M – kütle,

R – evrensel gaz sabiti,

T – sıcaklık.

Gerekli değerin, yani gazın (oksijen) kütlesinin, tüm ilk verileri tek bir birim sistemine (basınç - , sıcaklık - Kelvin derecesi vb.) getirdikten sonra aşağıdaki formül kullanılarak kolayca hesaplanabileceğini görüyorsunuz. :

Elbette gerçek oksijen bu denklemin ortaya atıldığı ideal gaz değildir. Ancak buna yakın basınç ve sıcaklık değerlerinde, hesaplanan değerlerin gerçek değerlerden sapmaları o kadar önemsizdir ki, güvenle ihmal edilebilirler.

Konuyla ilgili video

Kütle kesri nedir eleman? İsminden bunun kütle oranını gösteren bir miktar olduğunu anlayabilirsiniz. eleman, maddenin bileşimine dahil olan ve bu maddenin toplam kütlesi. Bir birimin kesirleri olarak ifade edilir: yüzde (yüzde bir), ppm (bin) vb. Bir şeyin kütlesini nasıl hesaplayabilirsiniz? eleman?

Talimatlar

Netlik sağlamak için, iyi bilinen karbonu düşünün, o olmadan . Eğer karbon bir madde ise (örneğin), kütlesi paylaşmak güvenli bir şekilde bir veya %100 olarak alınabilir. Elbette elmas başka elementlerin safsızlıklarını da içerir, ancak çoğu durumda o kadar küçük miktarlarda bunlar ihmal edilebilir. Ancak veya gibi karbon modifikasyonlarında safsızlık içeriği oldukça yüksektir ve ihmal edilmesi kabul edilemez.

Karbon karmaşık bir maddenin parçasıysa, aşağıdaki şekilde ilerlemelisiniz: maddenin tam formülünü yazın, ardından her birinin molar kütlesini bilin. eleman Bileşiminde yer alan bu maddenin tam molar kütlesini hesaplayın (tabii ki her birinin “indeksini” dikkate alarak) eleman). Bundan sonra kütleyi belirleyin paylaşmak, toplam molar kütlenin bölünmesi eleman maddenin molar kütlesi başına.

Örneğin, bir kütle bulmanız gerekiyor paylaşmak asetik asitteki karbon. Asetik asit formülünü yazın: CH3COOH. Hesaplamaları kolaylaştırmak için şu forma dönüştürün: C2H4O2. Bu maddenin molar kütlesi elementlerin molar kütlelerinin toplamıdır: 24 + 4 + 32 = 60. Buna göre bu maddedeki karbonun kütle oranı şu şekilde hesaplanır: 24/60 = 0,4.

Yüzde olarak hesaplamak gerekirse sırasıyla 0,4 * 100 = %40. Yani her asetik asit (yaklaşık) 400 gram karbon içerir.

Elbette diğer tüm elementlerin kütle kesirleri tamamen benzer şekilde bulunabilir. Örneğin aynı asetik asitteki kütle şu şekilde hesaplanır: 32/60 = 0,533 veya yaklaşık %53,3; ve hidrojenin kütle oranı 4/60 = 0,666 veya yaklaşık %6,7'dir.

Kaynaklar:

  • elementlerin kütle kesirleri

Kimyasal formül, bir maddenin molekülünün bileşimini karakterize eden genel kabul görmüş semboller kullanılarak yapılan bir kayıttır. Örneğin çok iyi bilinen sülfürik asidin formülü H2SO4'tür. Her bir sülfürik asit molekülünün iki hidrojen atomu, dört oksijen atomu ve bir atom içerdiği kolaylıkla görülebilir. Bunun yalnızca ampirik bir formül olduğu anlaşılmalıdır; molekülün bileşimini karakterize eder, ancak "yapısını", yani atomların birbirine göre düzenini değil.

İhtiyacın olacak

  • - Mendeleyev masası.

Talimatlar

Öncelikle maddeyi oluşturan elementleri ve bunların elementlerini öğrenin. Örneğin nitrik oksit seviyesi ne olacak? Açıkçası, bu molekül iki element içerir: nitrojen ve. Her ikisi de gazdır, yani belirgin gazlardır. Peki bu bileşikte nitrojen ve oksijenin değeri nedir?

Çok hatırla önemli kural: Ametallerin değerlikleri daha yüksek ve daha düşüktür. En yüksek değer grup numarasına karşılık gelir (bu durumda oksijen için 6 ve nitrojen için 5) ve en düşük değer ise 8 ile grup numarası arasındaki farka karşılık gelir (yani nitrojen için en düşük değer 3'tür ve oksijen için 2). Bu kuralın tek istisnası, tüm formlarında 1'e eşit bir değerlik sergileyen florindir.

Peki nitrojen ve oksijenin değeri (daha yüksek veya daha düşük) nedir? Başka bir kural: İki elementten oluşan bileşiklerde, Periyodik Tabloda sağda ve üstte yer alan en düşük değerliliği gösterir. Sizin durumunuzda bunun oksijen olduğu oldukça açıktır. Bu nedenle nitrojenle kombinasyon halinde oksijenin değerliği 2'dir. Buna göre bu bileşikteki nitrojenin değerliği 5'tir.

Şimdi değerliliğin kendisini hatırlayın: Bu, herhangi bir elementin atomunun, başka bir elementin belirli sayıda atomunu kendisine bağlama yeteneğidir. Bu bileşikteki her nitrojen atomunun 5 oksijen atomu vardır ve her oksijen atomunun 2 nitrojen atomu vardır. Azot nedir? Yani, her bir öğenin hangi endeksleri var?

Başka bir kural bu soruyu yanıtlamaya yardımcı olacaktır: Bileşikte yer alan elementlerin değerlerinin toplamı eşit olmalıdır! 2 ve 5 sayılarının en küçük ortak katı nedir? Doğal olarak 10! Bunu nitrojen ve oksijenin değerlik değerlerine bölerek indeksleri ve son değeri bulacaksınız. formül bileşikler: N2O5.

Konuyla ilgili video

Bir maddenin kütle oranı, içeriğini daha karmaşık bir yapıda, örneğin bir alaşım veya karışımda gösterir. Bir karışımın veya alaşımın toplam kütlesi biliniyorsa, bileşen maddelerinin kütle kesirleri bilinerek bunların kütleleri bulunabilir. Bir maddenin kütle kesrini, onun kütlesini ve tüm karışımın kütlesini bilerek bulabilirsiniz. Bu değer kesir veya yüzde olarak ifade edilebilir.

İhtiyacın olacak

  • ölçekler;
  • kimyasal elementlerin periyodik tablosu;
  • hesap makinesi.

Talimatlar

Karışımdaki maddenin kütle fraksiyonunu, karışımın ve maddenin kendisinin kütleleri aracılığıyla belirleyin. Bunu yapmak için karışımı oluşturan kütleleri belirlemek için bir ölçek kullanın veya. Sonra onları katlayın. Ortaya çıkan kütleyi %100 olarak alın. Bir karışımdaki bir maddenin kütle oranını bulmak için kütlesini m, karışımın kütlesine M bölün ve sonucu %100 ile çarpın (ω%=(m/M)∙%100). Örneğin 20 gr 140 gr suda çözülür. sofra tuzu. Tuzun kütle kesrini bulmak için bu iki maddenin kütlelerini toplayın M = 140 + 20 = 160 g.Daha sonra maddenin kütle kesrini ω% = (20/160)∙%100 = %12,5 bulun.

Bilinen bir formüle sahip bir maddedeki bir elementin kütle kesrini bulmanız gerekiyorsa şunu kullanın: periyodik tablo elementler. Bunu kullanarak maddedeki elementlerin atom kütlelerini bulun. Formülde birkaç kez varsa atom kütlesini bu sayıyla çarpın ve sonuçları ekleyin. Bu, maddenin moleküler ağırlığı olacaktır. Böyle bir maddedeki herhangi bir elementin kütle kesrini bulmak için, belirli bir kimyasal formül M0'daki kütle numarasını şuna bölün: moleküler ağırlık M maddesini verin. Sonucu %100 ile çarpın (ω%=(M0/M)∙%100).

Çözüm iki veya daha fazla bileşenin homojen karışımına denir.

Karıştırılarak çözelti oluşturan maddelere denir bileşenler.

Çözümün bileşenleri arasında şunlar vardır: çözünen birden fazla olabilir ve çözücü. Örneğin şekerin sudaki çözeltisinde şeker çözünen, su ise çözücüdür.

Bazen solvent kavramı bileşenlerin herhangi birine eşit şekilde uygulanabilir. Örneğin bu, birbiri içinde ideal olarak çözünebilen iki veya daha fazla sıvının karıştırılmasıyla elde edilen çözeltiler için geçerlidir. Yani özellikle alkol ve sudan oluşan bir çözeltide hem alkol hem de su çözücü olarak adlandırılabilir. Bununla birlikte, sulu çözeltilerle ilgili olarak çoğu zaman çözücüye geleneksel olarak su denir ve çözünen ikinci bileşendir.

Bir çözeltinin bileşiminin niceliksel bir özelliği olarak en sık kullanılan kavram: kütle kesriçözelti halindeki maddeler. Bir maddenin kütle oranı, bu maddenin kütlesinin, içinde bulunduğu çözeltinin kütlesine oranıdır:

Nerede ω (in-va) – çözeltide bulunan maddenin kütle oranı (g), M(v-va) – çözeltide bulunan maddenin kütlesi (g), m(r-ra) – çözeltinin kütlesi (g).

Formül (1)'den kütle fraksiyonunun 0'dan 1'e kadar değerler alabileceği, yani birliğin bir fraksiyonu olduğu anlaşılmaktadır. Bu bakımdan kütle kesri yüzde (%) olarak da ifade edilebilir ve neredeyse tüm problemlerde bu formatta karşımıza çıkar. Yüzde olarak ifade edilen kütle oranı, formül (1)'e benzer bir formül kullanılarak hesaplanır; tek fark, çözünmüş maddenin kütlesinin tüm çözeltinin kütlesine oranının %100 ile çarpılmasıdır:

Yalnızca iki bileşenden oluşan bir çözelti için, çözünen maddenin kütle oranı ω(s.v.) ve çözücünün kütle oranı ω(çözücü) buna göre hesaplanabilir.

Çözünen maddenin kütle fraksiyonuna da denir. çözelti konsantrasyonu.

İki bileşenli bir çözelti için kütlesi, çözünen maddenin ve çözücünün kütlelerinin toplamıdır:

Ayrıca, iki bileşenli bir çözelti durumunda, çözünen maddenin ve çözücünün kütle kesirlerinin toplamı her zaman %100'dür:

Yukarıda yazılan formüllere ek olarak doğrudan matematiksel olarak türetilen formüllerin tamamını da bilmeniz gerektiği açıktır. Örneğin:

Bir maddenin kütlesini, hacmini ve yoğunluğunu bağlayan formülü de hatırlamak gerekir:

m = ρ∙V

Ayrıca suyun yoğunluğunun 1 g/ml olduğunu da bilmeniz gerekir. Bu nedenle mililitre cinsinden suyun hacmi sayısal olarak suyun gram cinsinden kütlesine eşittir. Örneğin, 10 ml suyun kütlesi 10 g, 200 ml - 200 g vb.'dir.

Sorunları başarılı bir şekilde çözmek için yukarıdaki formüllere ilişkin bilgiye ek olarak, bunları uygulama becerilerini otomatikliğe getirmek son derece önemlidir. Bu da ancak çözülerek başarılabilir büyük miktarçeşitli görevler. Gerçek hayattan sorunlar Birleşik Devlet Sınavları“Çözeltideki bir maddenin kütle oranı” kavramını kullanan hesaplamalar” konusu çözülebilir.

Çözüm içeren problem örnekleri

örnek 1

5 g tuz ve 20 g suyun karıştırılmasıyla elde edilen bir çözeltideki potasyum nitratın kütle fraksiyonunu hesaplayın.

Çözüm:

Bizim durumumuzda çözünen potasyum nitrat, çözücü ise sudur. Bu nedenle formül (2) ve (3) sırasıyla şu şekilde yazılabilir:

m(KNO 3) = 5 g ve m(H 2 O) = 20 g koşulundan, dolayısıyla:

Örnek 2

%10'luk bir glikoz çözeltisi elde etmek için 20 g glikoza ne kadar su ilave edilmelidir?

Çözüm:

Problemin koşullarından çözünenin glikoz ve çözücünün su olduğu sonucu çıkar. Bu durumda formül (4) bizim durumumuzda şu şekilde yazılabilir:

Bu durumdan glikozun kütle fraksiyonunu (konsantrasyonunu) ve glikozun kendi kütlesini biliyoruz. Suyun kütlesini x g olarak belirledikten sonra yukarıdaki formüle dayanarak buna eşdeğer aşağıdaki denklemi yazabiliriz:

Bu denklemi çözerek x'i buluruz:

onlar. m(H20) = x g = 180 g

Cevap: m(H 2 O) = 180 g

Örnek 3

150 g %15'lik sodyum klorür çözeltisi, aynı tuzun 100 g %20'lik çözeltisi ile karıştırıldı. Ortaya çıkan çözeltideki tuzun kütle oranı nedir? Lütfen cevabınızı en yakın tam sayıya göre belirtiniz.

Çözüm:

Çözüm hazırlamak için problemleri çözmek için aşağıdaki tabloyu kullanmak uygundur:

1. çözüm
2. çözüm
3. çözüm
m r.v.
m çözümü
ω r.v.

nerede m r.v. , m çözümü ve ω r.v. - çözünmüş maddenin kütlesinin değerleri, çözeltinin kütlesi ve çözünmüş maddenin kütle fraksiyonu, çözeltilerin her biri için ayrı ayrı.

Koşullardan şunu biliyoruz:

m (1) çözelti = 150 g,

ω (1) r.v. = %15,

m (2) çözelti = 100 g,

ω (1) r.v. = %20,

Tüm bu değerleri tabloya ekleyelim, şunu elde ederiz:

Hesaplamalar için gerekli olan aşağıdaki formülleri hatırlamamız gerekir:

ω r.v. = %100 ∙ m r.v. /m çözüm, m r.v. = m çözüm ∙ ω çözüm /%100 , m çözüm = %100 ∙ m çözüm /ω r.v.

Tabloyu doldurmaya başlayalım.

Bir satır veya sütunda yalnızca bir değer eksikse sayılabilir. Bunun istisnası ω r.v olan çizgidir., iki hücresindeki değerleri bilerek üçüncü hücredeki değer hesaplanamaz.

İlk sütundaki yalnızca bir hücrede değer eksik. Yani bunu hesaplayabiliriz:

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

Benzer şekilde, ikinci sütunun iki hücresindeki değerleri de biliyoruz, bu şu anlama gelir:

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

Hesaplanan değerleri tabloya girelim:

Artık ilk satırda iki değeri, ikinci satırda ise iki değeri biliyoruz. Bu, eksik değerleri (m (3)r.v. ve m (3)r-ra) hesaplayabileceğimiz anlamına gelir:

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

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

Hesaplanan değerleri tabloya girelim ve şunu elde edelim:

Artık istenilen ω(3)r.v değerini hesaplamaya yaklaştık. . Bulunduğu sütunda diğer iki hücrenin içeriği biliniyor, yani hesaplayabiliyoruz:

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

Örnek 4

200 g %15 sodyum klorür çözeltisine 50 ml su ilave edildi. Ortaya çıkan çözeltideki tuzun kütle oranı nedir? Lütfen cevabınızı %_______'nin en yakın yüzde birine kadar belirtiniz.

Çözüm:

Öncelikle eklenen suyun kütlesi yerine hacminin bize verilmesine dikkat etmeliyiz. Suyun yoğunluğunun 1 g/ml olduğunu bilerek kütlesini hesaplayalım:

dahili numara (H 2 O) = V dahili. (H 2 Ö) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 gr/ml = 50 gr

Suyu, 0 g sodyum klorür içeren %0 sodyum klorür çözeltisi olarak düşünürsek, yukarıdaki örnekte olduğu gibi aynı tablo kullanılarak sorun çözülebilir. Şöyle bir tablo çizelim ve içine bildiğimiz değerleri ekleyelim:

İlk sütunda bilinen iki değer var, dolayısıyla üçüncüyü hesaplayabiliriz:

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

İkinci satırda iki değer de biliniyor, yani üçüncüyü hesaplayabiliriz:

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

Hesaplanan değerleri uygun hücrelere girelim:

Artık ilk satırdaki iki değer biliniyor, bu da m(3)r.v değerini hesaplayabileceğimiz anlamına geliyor. üçüncü hücrede:

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

ω (3)r.v. = 30/250 ∙ %100 = %12.

Kimya dersinden kütle kesrinin bir maddedeki belirli bir elementin içeriği olduğunu biliyoruz. Görünüşe göre bu tür bilgiler sıradan bir yaz sakini için hiçbir işe yaramıyor. Ancak sayfayı kapatmak için acele etmeyin, çünkü bir bahçıvan için kütle kesirini hesaplama yeteneği çok faydalı olabilir. Ancak kafamızın karışmaması için her şeyi sırayla konuşalım.

“Kütle kesri” kavramının özü nedir?

Kütle oranı yüzde olarak veya basitçe onda biri olarak ölçülür. Hemen yukarıda referans kitaplarında, ansiklopedilerde veya kitaplarda bulunabilecek klasik tanımdan bahsetmiştik. okul ders kitapları kimya. Ancak söylenenlerin özünü anlamak o kadar kolay değil. Diyelim ki elimizde 500 gram karmaşık madde var. Bu durumda karmaşık, bileşiminin homojen olmadığı anlamına gelir. Genel olarak kullandığımız tüm maddeler karmaşıktır, hatta formülü NaCl olan basit sofra tuzu, yani sodyum ve klor moleküllerinden oluşur. Sofra tuzunu örnek alarak muhakememize devam edersek, 500 gram tuzun 400 gram sodyum içerdiğini varsayabiliriz. Daha sonra kütle oranı% 80 veya 0,8 olacaktır.


Bir yaz sakininin buna neden ihtiyacı var?

Bu sorunun cevabını zaten bildiğinizi düşünüyorum. Her türlü çözelti, karışım vb. hazırlanması ayrılmaz bir parçasıdır ekonomik aktivite herhangi bir bahçıvan. Gübreler, çeşitli besin karışımları ve diğer ilaçlar, örneğin büyüme uyarıcıları “Epin”, “Kornevin” vb. çözeltiler halinde kullanılır. Ek olarak, çimento, kum ve diğer bileşenler gibi kuru maddeleri veya sıradan bahçe toprağını satın alınan alt tabaka ile karıştırmak genellikle gereklidir. Ayrıca çoğu talimatta bu ajan ve ilaçların hazırlanan solüsyon veya karışımlarda tavsiye edilen konsantrasyonu kütle fraksiyonları halinde verilmektedir.

Bu nedenle, bir maddedeki bir elementin kütle oranının nasıl hesaplanacağını bilmek, yaz sakininin gerekli gübre çözeltisini doğru bir şekilde hazırlamasına veya besin karışımı ve bu da gelecekteki hasatı kesinlikle etkileyecektir.

Hesaplama algoritması

Dolayısıyla, bireysel bir bileşenin kütle oranı, kütlesinin çözeltinin veya maddenin toplam kütlesine oranıdır. Elde edilen sonucun yüzdeye dönüştürülmesi gerekiyorsa 100 ile çarpılması gerekir. Böylece kütle fraksiyonunu hesaplama formülü şu şekilde yazılabilir:

W = Maddenin kütlesi / Çözeltinin kütlesi

W = (Maddenin kütlesi / Çözeltinin kütlesi) x %100.

Kütle fraksiyonunun belirlenmesi örneği

Hazırlanması için 100 ml suya 5 g NaCl'nin eklendiği bir çözümümüz olduğunu varsayalım ve şimdi sofra tuzu konsantrasyonunu, yani kütle fraksiyonunu hesaplamamız gerekiyor. Maddenin kütlesini biliyoruz ve ortaya çıkan çözeltinin kütlesi iki kütlenin toplamıdır - tuz ve su ve 105 gr'a eşittir.Böylece 5 gr'ı 105 gr'a böleriz, sonucu 100 ile çarparız ve elde ederiz İstenilen değer %4,7'dir. Bu tam olarak sahip olacağınız konsantrasyondur. salamura.

Daha pratik görev

Uygulamada, bir yaz sakini daha sık farklı türden sorunlarla uğraşmak zorundadır. Örneğin, konsantrasyonu ağırlıkça% 10 olması gereken bir tür gübrenin sulu bir çözeltisini hazırlamak gerekir. Önerilen oranları doğru bir şekilde gözlemlemek için, maddenin ne kadarına ihtiyaç duyulduğunu ve hangi hacimde suda çözülmesi gerektiğini belirlemeniz gerekir.

Sorunun çözümü şurada başlıyor: Ters sipariş. Öncelikle yüzde olarak ifade edilen kütle fraksiyonunu 100'e bölmelisiniz. Sonuç olarak W = 0,1 elde ederiz - bu, maddenin birim cinsinden kütle fraksiyonudur. Şimdi madde miktarını x, çözeltinin son kütlesini de M olarak gösterelim. Bu durumda son değer iki terimden oluşur: suyun kütlesi ve gübrenin kütlesi. Yani M = Mv + x. Böylece basit bir denklem elde ederiz:

W = x / (Mw + x)

Bunu x için çözersek şunu elde ederiz:

x = W x Mv / (1 – W)

Mevcut verileri değiştirerek aşağıdaki ilişkiyi elde ederiz:

x = 0,1 x OG / 0,9

Yani bir çözelti hazırlamak için 1 litre (yani 1000 g) su alırsak, gerekli konsantrasyonda bir çözelti hazırlamak için yaklaşık 111-112 g gübreye ihtiyacımız olacaktır.

Seyreltme veya ekleme problemlerini çözme

Diyelim ki 10 litre (10.000 g) hazır suyumuz var. sulu çözelti içinde belirli bir maddenin konsantrasyonu olan W1 = %30 veya 0,3. Konsantrasyonu W2 = %15 veya 0,15'e düşürmek için ne kadar su eklenmesi gerekecektir? Bu durumda formül yardımcı olacaktır:

Мв = (W1х М1 / W2) – М1

İlk verileri değiştirerek eklenen su miktarının şu şekilde olması gerektiğini bulduk:
Mv = (0,3 x 10.000 / 0,15) – 10.000 = 10.000 g

Yani aynı 10 litreyi eklemeniz gerekiyor.

Şimdi ters problemi hayal edin - W1 = %10 veya 0,1 konsantrasyonuna sahip 10 litre sulu çözelti (M1 = 10.000 g) var. Kütle oranı gübre W2 =% 20 veya 0,2 olan bir çözüm elde etmeniz gerekir. Ne kadar başlangıç ​​malzemesinin eklenmesi gerekecek? Bunu yapmak için aşağıdaki formülü kullanmanız gerekir:

x = M1 x (W2 – W1) / (1 – W2)

Orijinal değerleri yerine koyarsak x = 1,125 g elde ederiz.

Bu nedenle, okul kimyasının en basit temelleri hakkında bilgi sahibi olmak, bahçıvanın gübre çözeltilerini, çeşitli elementlerden besin substratlarını veya inşaat işleri için karışımları doğru şekilde hazırlamasına yardımcı olacaktır.

Kimyada kütle kesri nedir? Cevabı biliyor musun? Bir maddedeki bir elementin kütle oranı nasıl bulunur? Hesaplama sürecinin kendisi hiç de karmaşık değil. Hala zorluk yaşıyor musun benzer görevler? O zaman şans yüzünüze güldü, bu makaleyi buldunuz! İlginç? O halde çabuk okuyun, artık her şeyi anlayacaksınız.

Kütle kesri nedir?

Öncelikle kütle kesrinin ne olduğunu bulalım. Herhangi bir kimyager, bir maddedeki bir elementin kütle oranının nasıl bulunacağını cevaplayacaktır, çünkü bu terimi problem çözerken veya laboratuvarda sıklıkla kullanırlar. Elbette çünkü bunu hesaplamak onların günlük görevidir. Doğru hesaplamanın ve her şeyin çok önemli olduğu laboratuvar koşullarında belirli bir maddenin belirli bir miktarını elde etmek olası seçenekler Reaksiyonların sonucunu öğrenmek için yalnızca birkaç basit formülü bilmeniz ve kütle kesrinin özünü anlamanız yeterlidir. Bu konu bu yüzden bu kadar önemli.

Bu terim “w” simgesiyle temsil edilir ve “omega” olarak okunur. Belirli bir maddenin kütlesinin bir karışımın, çözeltinin veya molekülün toplam kütlesine oranını kesir veya yüzde olarak ifade eder. Kütle fraksiyonunu hesaplamak için formül:

w = m madde / m karışım.

Formülü dönüştürelim.

m=n*M olduğunu biliyoruz, burada m kütledir; n, mol birimleri cinsinden ifade edilen madde miktarıdır; M, maddenin gram/mol cinsinden ifade edilen molar kütlesidir. Molar kütle sayısal olarak moleküler kütleye eşittir. Yalnızca molekül ağırlığı atomik kütle birimleri veya a cinsinden ölçülür. e. m.Bu ölçüm birimi, karbon çekirdeğinin (12) kütlesinin on ikide birine eşittir. Moleküler kütlenin değeri periyodik tabloda bulunabilir.

Belirli bir karışımdaki istenen nesnenin n maddesinin miktarı, indeks ile belirli bir bileşiğin katsayısının çarpımına eşittir ki bu çok mantıklıdır. Örneğin bir moleküldeki atom sayısını hesaplamak için kaç tane atom olduğunu bulmanız gerekir. gerekli madde 1 molekül = indekstedir ve bu sayıyı molekül sayısı = katsayı ile çarpın.

Bu kadar hantal tanım ve formüllerden korkmamak lazım, bunların belli bir mantığı var ve bunu anladıktan sonra formülleri öğrenmenize bile gerek kalmıyor. Molar kütle M toplamına eşittir atom kütleleri Bu maddenin A r'si. Atom kütlesinin bir maddenin 1 atomunun kütlesi olduğunu hatırlayın. Yani orijinal kütle kesri formülü:

w = (n madde *M madde)/m karışım.

Bundan, eğer bir karışım, kütle oranı hesaplanması gereken tek bir maddeden oluşuyorsa, karışımın kütlesi ile maddenin kütlesi aynı olduğundan w = 1 olduğu sonucuna varabiliriz. Her ne kadar a priori bir karışım tek bir maddeden oluşsa da.

Yani teoriyi çözdük ama pratikte bir maddedeki bir elementin kütle fraksiyonu nasıl bulunur? Şimdi size her şeyi göstereceğiz ve anlatacağız.

Öğrenilen materyalin kontrol edilmesi. Kolay seviye problemi

Şimdi iki görevi analiz edeceğiz: kolay ve orta seviye. Okumaya devam etmek!

Demir sülfat molekülü FeSO 4 * 7 H 2 O'daki demirin kütle fraksiyonunu bulmak gerekir. Bu problem nasıl çözülür? Bir sonraki çözüme bakalım.

Çözüm:

1 mol FeS04 * 7 H2O alalım, sonra demir katsayısını endeksi ile çarparak demir miktarını buluruz: 1 * 1 = 1. 1 mol demir verildi. Maddedeki kütlesini bulalım: Periyodik tablodaki değerden demirin atom kütlesinin 56 a olduğu açıktır. e.m. = 56 gram/mol. Bu durumda A r =M. Dolayısıyla m demir = n*M = 1 mol* 56 gram/mol = 56 g.

Şimdi tüm molekülün kütlesini bulmamız gerekiyor. Başlangıç ​​maddelerinin, yani 7 mol su ve 1 mol demir sülfatın kütlelerinin toplamına eşittir.

m= (n su * M su) + (n demir sülfat * M demir sülfat) = (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 gr.

Geriye kalan tek şey demirin kütlesini bileşiğin kütlesine bölmek:

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

Cevap: %20.

Orta düzey sorun

Daha fazlasını çözelim zor görev. 34 gr kalsiyum nitrat 500 gr suda çözülür. Ortaya çıkan çözeltideki oksijenin kütle fraksiyonunu bulmamız gerekiyor.

Çözüm

Ca(NO 3) 2 ile etkileşime girdiğinden beri su gider yalnızca çözünme işlemi gerçekleşir ve çözeltiden herhangi bir reaksiyon ürünü salınmaz, karışımın kütlesi kalsiyum nitrat ve su kütlelerinin toplamına eşittir.

Çözeltideki oksijenin kütle fraksiyonunu bulmamız gerekiyor. Lütfen oksijenin hem çözünen maddede hem de çözücüde bulunduğunu unutmayın. Sudaki gerekli elementin miktarını bulalım. Bunu yapmak için n=m/M formülünü kullanarak suyun mollerini hesaplayalım.

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

Su H2O formülünden oksijen miktarının = su miktarı, yani 28 mol olduğunu buluyoruz.

Şimdi çözünmüş Ca(NO 3) 2 içindeki oksijen miktarını bulalım. Bunu yapmak için maddenin miktarını buluyoruz:

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

nCa(N03)2, bileşiğin formülünden aşağıdaki gibi 1 ila 6 olarak nO'ya eşittir. Bu, nO = 0,2 mol*6 = 1,2 mol anlamına gelir. Toplam oksijen miktarı 1,2 mol+28 mol=29,2 mol

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

m çözelti = m su + m Ca(NO3) 2 = 500 g + 34 g = 534 g.

Geriye kalan tek şey kütle fraksiyonunu hesaplamaktır kimyasal elementözünde:

wO =467,2 g /534 g≈0,87=%87.

Cevap: %87.

Umarız bir maddedeki elementin kütle kesrini nasıl bulacağınızı size açık bir şekilde anlatmışızdır. Bu konuyu iyi anlarsanız hiç de zor değil. Gelecekteki çalışmalarınızda size iyi şanslar ve başarılar diliyoruz.