Wenn Sie die chemische Formel kennen, können Sie den Massenanteil chemischer Elemente in einer Substanz berechnen. Element in Substanzen wird vom Griechischen bezeichnet. der Buchstabe "Omega" - ω E / V und wird nach folgender Formel berechnet:

wobei k die Anzahl der Atome dieses Elements im Molekül ist.

Wie groß ist der Massenanteil von Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser (H 2 O)?

Entscheidung:

Mr (H 2 O) \u003d 2 * AR (H) + 1 * AR (O) \u003d 2 * 1 + 1 * 16 \u003d 18

2) Berechnen Sie den Massenanteil von Wasserstoff in Wasser:

3) Berechnen Sie den Massenanteil von Sauerstoff in Wasser. Da die Zusammensetzung von Wasser Atome von nur zwei chemischen Elementen enthält, ist der Massenanteil von Sauerstoff gleich:

Reis. 1. Formulierung der Lösung von Problem 1

Berechnen Sie den Massenanteil der Elemente im Stoff H 3 PO 4.

1) Berechnen Sie das relative Molekulargewicht der Substanz:

M r (H 3 RO 4) \u003d 3 * A r (H) + 1 * A r (P) + 4 * A r (O) \u003d 3 * 1 + 1 * 31 + 4 * 16 \u003d 98

2) Wir berechnen den Massenanteil von Wasserstoff in der Substanz:

3) Berechnen Sie den Massenanteil von Phosphor in der Substanz:

4) Berechnen Sie den Massenanteil von Sauerstoff in der Substanz:

1. Aufgaben- und Übungssammlung Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere "Chemie, Klasse 8" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titow, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Arbeitsbuch Chemie: Klasse 8: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere: „Chemie. Grad 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalow, P.A. Orschekowski; unter. ed. Prof. PA Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (S. 34-36)

3. Chemie: 8. Klasse: Lehrbuch. für allgemein Institutionen / P.A. Orschekowski, L. M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§15)

4. Enzyklopädie für Kinder. Band 17. Chemie / Kapitel. bearbeitet von V.A. Wolodin, führend. wissenschaftlich ed. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

1. Eine einzige Sammlung digitaler Bildungsressourcen ().

2. Elektronische Version der Zeitschrift "Chemistry and Life" ().

4. Videolektion zum Thema "Massenanteil eines chemischen Elements in einer Substanz" ().

Hausaufgaben

1. S.78 Nr. 2 aus dem Lehrbuch "Chemie: 8. Klasse" (P. A. Orzhekovsky, L. M. Meshcheryakova, L. S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).

2. mit. 34-36 №№ 3.5 aus dem Arbeitsbuch Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere: „Chemie. Grad 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalow, P.A. Orschekowski; unter. ed. Prof. PA Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

Seit dem 17. Jahrhundert Chemie ist keine beschreibende Wissenschaft mehr. Chemiker begannen, Methoden zur Messung verschiedener Parameter einer Substanz in großem Umfang einzusetzen. Die Konstruktion von Waagen wurde immer weiter verbessert, sodass bei gasförmigen Stoffen neben Masse auch Volumen und Druck gemessen werden konnten. Die Verwendung quantitativer Messungen ermöglichte es, das Wesen chemischer Umwandlungen zu verstehen und die Zusammensetzung komplexer Substanzen zu bestimmen.

Wie Sie bereits wissen, enthält die Zusammensetzung einer komplexen Substanz zwei oder mehr chemische Elemente. Offensichtlich setzt sich die Masse aller Materie aus den Massen ihrer Bestandteile zusammen. Das bedeutet, dass jedes Element einen bestimmten Anteil an der Masse der Materie ausmacht.

Der Massenanteil eines Elements in einem Stoff wird mit dem lateinischen Kleinbuchstaben w (Doppel-ve) bezeichnet und zeigt den Anteil (Teil der Masse), der diesem Element an der Gesamtmasse des Stoffes zuzurechnen ist. Dieser Wert kann in Bruchteilen einer Einheit oder in Prozent ausgedrückt werden (Abb. 69). Natürlich ist der Massenanteil eines Elements in einer komplexen Substanz immer kleiner als eins (oder kleiner als 100 %). Schließlich ist ein Teil des Ganzen immer weniger als das Ganze, so wie eine Orangenscheibe weniger als eine Orange ist.

Reis. 69.
Evon Quecksilberoxid

Beispielsweise enthält Quecksilberoxid HgO zwei Elemente – Quecksilber und Sauerstoff. Beim Erhitzen von 50 g dieser Substanz werden 46,3 g Quecksilber und 3,7 g Sauerstoff erhalten. Berechnen Sie den Massenanteil von Quecksilber in einer komplexen Substanz:

Der Massenanteil von Sauerstoff in dieser Substanz kann auf zwei Arten berechnet werden. Per Definition ist der Massenanteil von Sauerstoff in Quecksilberoxid gleich dem Verhältnis der Masse von Sauerstoff zur Masse von Quecksilberoxid:

Da die Summe der Massenanteile von Elementen in einem Stoff gleich eins (100%) ist, kann der Massenanteil von Sauerstoff aus der Differenz berechnet werden:

Um die Massenanteile von Elementen durch das vorgeschlagene Verfahren zu finden, ist es notwendig, ein komplexes und zeitaufwändiges chemisches Experiment durchzuführen, um die Masse jedes Elements zu bestimmen. Wenn die Formel eines komplexen Stoffes bekannt ist, wird das gleiche Problem viel einfacher gelöst.

Um den Massenanteil eines Elements zu berechnen, multiplizieren Sie seine relative Atommasse mit der Anzahl der Atome eines bestimmten Elements in der Formel und teilen Sie es durch die relative Molekülmasse der Substanz.

Zum Beispiel für Wasser (Abb. 70):

Üben wir die Lösung von Problemen zur Berechnung der Massenanteile von Elementen in komplexen Substanzen.

Aufgabe 1. Berechnen Sie die Massenanteile von Elementen in Ammoniak, deren Formel NH 3 lautet.

Aufgabe 2. Berechnen Sie die Massenanteile von Elementen in Schwefelsäure mit der Formel H 2 SO 4.

Häufiger müssen Chemiker das umgekehrte Problem lösen: die Formel einer komplexen Substanz durch Massenanteile von Elementen bestimmen.

Wie solche Probleme gelöst werden, wollen wir an einem historischen Beispiel veranschaulichen.

Aufgabe 3. Aus natürlichen Mineralien wurden zwei Verbindungen von Kupfer mit Sauerstoff (Oxiden) isoliert - Tenorit und Cuprit (Abb. 71). Sie unterschieden sich in Farbe und Massenanteilen der Elemente. In Schwarzoxid (Abb. 72), isoliert aus Tenorit, betrug der Massenanteil von Kupfer 80 % und der Massenanteil von Sauerstoff 20 %. In aus Cuprit isoliertem rotem Kupferoxid betrugen die Massenanteile der Elemente 88,9 % bzw. 11,1 %. Was sind die Formeln für diese komplexen Substanzen? Lassen Sie uns diese beiden einfachen Probleme lösen.

Reis. 71. Mineral Cuprit
Reis. 72. Schwarzes Kupferoxid, isoliert aus Tenoritmineral

3. Das resultierende Verhältnis muss auf die Werte ganzer Zahlen reduziert werden: Schließlich können die Indizes in der Formel, die die Anzahl der Atome angeben, nicht gebrochen sein. Dazu müssen die resultierenden Zahlen durch die kleinere geteilt werden (in unserem Fall sind sie gleich).

Und jetzt komplizieren wir die Aufgabe ein wenig.

Aufgabe 4. Laut Elementaranalyse hat kalziniertes Bittersalz die folgende Zusammensetzung: Massenanteil von Magnesium 20,0%, Massenanteil von Schwefel - 26,7%, Massenanteil von Sauerstoff - 53,3%.

Fragen und Aufgaben

1. Wie nennt man den Massenanteil eines Elements in einer Verbindung? Wie wird dieser Wert berechnet?
2. Berechnen Sie die Massenanteile von Elementen in Stoffen: a) Kohlendioxid CO 2; b) Calciumsulfid CaS; c) Natriumnitrat NaNO 3; d) Aluminiumoxid Al 2 O 3.
3. In welchem ​​der Stickstoffdünger ist der Massenanteil des Stickstoffnährstoffs am größten: a) Ammoniumchlorid NH 4 C1; b) Ammoniumsulfat (NH 4 ) 2 SO 4; c) Harnstoff (NH 2 ) 2 CO?
4. Im Mineral Pyrit machen 7 g Eisen 8 g Schwefel aus. Berechnen Sie die Massenanteile jedes Elements in diesem Stoff und bestimmen Sie seine Formel.
5. Der Massenanteil von Stickstoff in einem seiner Oxide beträgt 30,43 % und der Massenanteil von Sauerstoff 69,57 %. Bestimmen Sie die Formel des Oxids.
6. Im Mittelalter wurde eine Substanz namens Pottasche aus der Asche eines Feuers gewonnen und zur Herstellung von Seife verwendet. Die Massenanteile der Elemente in dieser Substanz sind: Kalium - 56,6%, Kohlenstoff - 8,7%, Sauerstoff - 34,7%. Bestimmen Sie die Formel für Kali.

Aus dem Chemieunterricht ist bekannt, dass der Massenanteil der Gehalt eines bestimmten Elements in einem Stoff ist. Es scheint, dass solches Wissen für einen gewöhnlichen Sommerbewohner nutzlos ist. Aber beeilen Sie sich nicht, die Seite zu schließen, da die Möglichkeit, den Massenanteil für einen Gärtner zu berechnen, sehr nützlich sein kann. Um jedoch nicht verwirrt zu werden, lassen Sie uns über alles der Reihe nach sprechen.

Was bedeutet der Begriff „Massenanteil“?

Der Massenanteil wird in Prozent oder einfach in Zehntel gemessen. Etwas weiter oben sprachen wir über die klassische Definition, die in Nachschlagewerken, Enzyklopädien oder Schulchemielehrbüchern zu finden ist. Aber die Essenz des Gesagten zu verstehen, ist nicht so einfach. Angenommen, wir haben 500 g einer komplexen Substanz. Komplex bedeutet in diesem Fall, dass es nicht homogen in der Zusammensetzung ist. Im Großen und Ganzen sind alle Substanzen, die wir verwenden, komplexe, sogar einfache Kochsalze, deren Formel NaCl ist, dh es besteht aus Natrium- und Chlormolekülen. Wenn wir die Argumentation am Beispiel Kochsalz fortsetzen, dann können wir davon ausgehen, dass 500 Gramm Salz 400 Gramm Natrium enthalten. Dann beträgt sein Massenanteil 80% oder 0,8.

Warum braucht ein Gärtner das?

Ich denke, Sie kennen die Antwort auf diese Frage bereits. Die Herstellung von Lösungen, Mischungen usw. aller Art ist ein wesentlicher Bestandteil der wirtschaftlichen Tätigkeit eines jeden Gärtners. In Form von Lösungen werden Düngemittel, verschiedene Nährstoffmischungen sowie andere Präparate verwendet, beispielsweise Wachstumsstimulanzien "Epin", "Kornevin" usw. Außerdem ist es oft notwendig, trockene Substanzen wie Zement, Sand und andere Bestandteile oder gewöhnliche Gartenerde mit gekauftem Substrat zu mischen. Gleichzeitig wird die empfohlene Konzentration dieser Mittel und Zubereitungen in zubereiteten Lösungen oder Mischungen in den meisten Anleitungen in Massenanteilen angegeben.

Wenn Sie also wissen, wie der Massenanteil eines Elements in einer Substanz berechnet wird, hilft dies dem Sommerbewohner, die erforderliche Lösung aus Dünger oder Nährstoffmischung richtig vorzubereiten, was sich wiederum zwangsläufig auf die zukünftige Ernte auswirkt.

Berechnungsalgorithmus

Der Massenanteil einer einzelnen Komponente ist also das Verhältnis ihrer Masse zur Gesamtmasse einer Lösung oder Substanz. Wenn das erhaltene Ergebnis in Prozent umgerechnet werden muss, muss es mit 100 multipliziert werden. Somit kann die Formel zur Berechnung des Massenanteils wie folgt geschrieben werden:

W = Masse der Substanz / Masse der Lösung

W = (Masse der Substanz / Masse der Lösung) x 100 %.

Ein Beispiel zur Bestimmung des Massenanteils

Angenommen, wir haben eine Lösung, zu deren Herstellung 5 g NaCl zu 100 ml Wasser gegeben wurden, und jetzt muss die Konzentration von Kochsalz, dh sein Massenanteil, berechnet werden. Wir kennen die Masse der Substanz und die Masse der resultierenden Lösung ist die Summe von zwei Massen - Salz und Wasser und entspricht 105 g. Also teilen wir 5 g durch 105 g, multiplizieren das Ergebnis mit 100 und erhalten den gewünschten Wert von 4,7 %. Dies ist die Konzentration, die die Salzlösung haben wird.

Eher praktische Aufgabe

In der Praxis hat der Sommerfrischler oft Aufgaben anderer Art zu bewältigen. Beispielsweise ist es notwendig, eine wässrige Lösung eines Düngemittels herzustellen, dessen Gewichtskonzentration 10 % betragen sollte. Um die empfohlenen Anteile genau einzuhalten, müssen Sie bestimmen, welche Menge der Substanz benötigt wird und in welchem ​​Wasservolumen sie aufgelöst werden muss.

Die Lösung des Problems beginnt in umgekehrter Reihenfolge. Zuerst sollten Sie den in Prozent ausgedrückten Massenanteil durch 100 teilen. Als Ergebnis erhalten wir W \u003d 0,1 - dies ist der Massenanteil des Stoffes in Einheiten. Nun bezeichnen wir die Stoffmenge mit x und die Endmasse der Lösung mit M. In diesem Fall setzt sich der letzte Wert aus zwei Termen zusammen – der Wassermasse und der Düngermasse. Das heißt, M = Mv + x. Somit erhalten wir eine einfache Gleichung:

W = x / (Mw + x)

Wenn wir es nach x auflösen, erhalten wir:

x \u003d W x Mv / (1 - W)

Durch Einsetzen der verfügbaren Daten erhalten wir die folgende Beziehung:

x \u003d 0,1 x Mv / 0,9

Wenn wir also 1 Liter (dh 1000 g) Wasser zur Herstellung der Lösung nehmen, werden ungefähr 111-112 g Dünger benötigt, um die Lösung der gewünschten Konzentration herzustellen.

Lösen von Problemen mit Verdünnung oder Zugabe

Angenommen, wir haben 10 Liter (10.000 g) einer gebrauchsfertigen wässrigen Lösung mit einer Konzentration einer bestimmten Substanz W1 = 30 % oder 0,3 darin. Wie viel Wasser muss hinzugefügt werden, damit die Konzentration auf W2 = 15 % oder 0,15 sinkt? In diesem Fall hilft die Formel:

Mv \u003d (W1x M1 / ​​​​W2) - M1

Wenn wir die Anfangsdaten ersetzen, erhalten wir, dass die Menge des zugesetzten Wassers sein sollte:
Mv \u003d (0,3 x 10.000 / 0,15) - 10.000 \u003d 10.000 g

Das heißt, Sie müssen die gleichen 10 Liter hinzufügen.

Stellen Sie sich nun das umgekehrte Problem vor – es gibt 10 Liter einer wässrigen Lösung (M1 = 10.000 g) mit einer Konzentration von W1 = 10 % oder 0,1. Es ist notwendig, eine Lösung mit einem Massenanteil des Düngemittels W2 = 20% oder 0,2 zu erhalten. Wie viel Ausgangsmaterial sollte hinzugefügt werden? Dazu müssen Sie die Formel verwenden:

x \u003d M1 x (W2 - W1) / (1 - W2)

Wenn wir den ursprünglichen Wert ersetzen, erhalten wir x \u003d 1 125 g.

So hilft die Kenntnis der einfachsten Grundlagen der Schulchemie dem Gärtner, Düngelösungen, Nährsubstrate aus mehreren Elementen oder Mischungen für Bauarbeiten fachgerecht herzustellen.

Chemie ist definitiv eine interessante Wissenschaft. Trotz aller Komplexität ermöglicht es uns, die Natur der Welt um uns herum besser zu verstehen. Und mehr noch - zumindest elementare Kenntnisse in diesem Fach helfen ernsthaft im Alltag. Beispielsweise die Bestimmung des Massenanteils eines Stoffes in einem Mehrkomponentensystem, also das Verhältnis der Masse einer beliebigen Komponente zur Gesamtmasse des gesamten Gemisches.

Notwendig:

- Taschenrechner;
- Waage (wenn Sie zuerst die Massen aller Komponenten der Mischung bestimmen müssen);
ist Mendelejews Periodensystem der Elemente.

Anweisungen:

• So wurde es für Sie notwendig, den Massenanteil eines Stoffes zu bestimmen. Wo anfangen? Zunächst einmal hängt es von der konkreten Aufgabe und den dafür zur Verfügung stehenden Werkzeugen ab. Aber in jedem Fall müssen Sie, um den Gehalt einer Komponente in einer Mischung zu bestimmen, ihre Masse und die Gesamtmasse der Mischung kennen. Sie können dies entweder auf der Grundlage bekannter Daten oder auf der Grundlage Ihrer eigenen Recherche tun. Dazu müssen Sie die hinzugefügte Komponente auf einer Laborwaage wiegen. Nachdem die Mischung fertig ist, wiegen Sie sie auch.
• Schreiben Sie die Masse der gewünschten Substanz als " m«, Totale Masse Systeme unter der Bezeichnung " M". In diesem Fall sieht die Formel für den Massenanteil eines Stoffes folgendermaßen aus: W=(m/M)*100. Das erzielte Ergebnis wird in Prozent notiert.
• Beispiel: Berechnen Sie den Massenanteil von 15 Gramm Salz gelöst in 115 Gramm Wasser. Lösung: Die Gesamtmasse der Lösung wird durch die Formel bestimmt M=m bis +m c, wo Mindest- Wassermasse Mc- Salzmasse. Aus einfachen Berechnungen kann bestimmt werden, dass die Gesamtmasse der Lösung ist 130 Gramm. Gemäß der obigen Definitionsformel erhalten wir, dass der Gehalt an Kochsalz in der Lösung gleich ist B=(15/130)*100=12%.
• Eine speziellere Situation ist die Notwendigkeit zu definieren Massenanteil eines chemischen Elements in einem Stoff . Es ist genau gleich definiert. Das Hauptberechnungsprinzip bleibt gleich, nur müssen Sie sich anstelle der Masse der Mischung und der spezifischen Komponente mit den Molekulargewichten chemischer Elemente befassen.
• Alle notwendigen Informationen finden sich im Periodensystem von Mendeleev. Zerlegen Sie die chemische Formel eines Stoffes in seine Hauptbestandteile. Bestimmen Sie mithilfe des Periodensystems die Masse jedes Elements. Fassen Sie sie zusammen und erhalten Sie das Molekulargewicht Ihrer Substanz ( M). Ähnlich wie im vorherigen Fall wird der Massenanteil eines Stoffes, genauer gesagt eines Elements, durch das Verhältnis seiner Masse zur Molekülmasse bestimmt. Die Formel nimmt die folgende Form an W = (ma/M)*100. Woher m a ist die Atommasse des Elements, M ist das Molekulargewicht der Substanz.
• Betrachten wir diesen Fall an einem konkreten Beispiel. Beispiel: Bestimmen Sie den Massenanteil von Kalium in Kali. Kali ist Kaliumcarbonat. Seine Formel K2CO3. Die Atommasse von Kalium ist 39 , Kohle - 12 , Sauerstoff - 16 . Das Molekulargewicht von Carbonat wird wie folgt bestimmt: M \u003d 2 m K + m C + 2 m O \u003d 2 * 39 + 12 + 2 * 16 \u003d 122. Ein Kaliumcarbonat-Molekül enthält zwei Kaliumatome mit einer Atommasse gleich 39 . Der Massenanteil von Kalium in der Substanz wird durch die Formel bestimmt W \u003d (2m K / M) * 100 \u003d (2 * 39 / 122) * 100 \u003d 63,93%.

Massenanteil eines Elements in Substanz- Dies ist eines der Themen, die im Chemiestudium enthalten sind. Die Fähigkeiten und Fertigkeiten zur Bestimmung dieses Parameters können bei der Wissensüberprüfung während der Kontroll- und Selbstarbeit sowie bei der Prüfung in Chemie nützlich sein.

Du wirst brauchen

• - Periodensystem der chemischen Elemente D.I. Mendelejew

Anweisung

• Um die Masse zu berechnen Teilen müssen Sie zuerst die relative Atommasse (Ar) des gewünschten Elements sowie die relative Molekülmasse (Mr) der Substanz finden. Wenden Sie als nächstes die Formel an, mit der der Massenanteil des Elements bestimmt wird (W) W \u003d Ar (x) / Mr x 100%, wobei W der Massenanteil des Elements ist (gemessen in Brüchen oder%); Ar (x) ist die relative Atommasse des Elements Mr ist die relative Molekülmasse einer Substanz Um die relative Atom- und Molekülmasse zu bestimmen, verwenden Sie das Periodensystem der chemischen Elemente von D.I. Mendelejew. Berücksichtigen Sie bei der Berechnung unbedingt die Anzahl der Atome jedes Elements.
• Beispiel #1: Bestimmen Sie die Masse Teilen Wasserstoff in Wasser Finden Sie gemäß der Tabelle D.I. Mendeleev relative Atommasse von Wasserstoff Ar (H) = 1. Da es 2 Wasserstoffatome in der Formel gibt, also 2Ar (H) = 1 x 2 = 2. Berechnen Sie die relative Molekülmasse von Wasser (H2O), aus der es besteht von 2 Ar (H) und 1 Ar (O).Mr (H2O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O)Ar (O) \u003d 16, also Mr (H2O) \u003d 1 x 2 + 16 \u003d 18
• Schreiben Sie die allgemeine Formel zur Bestimmung des Massenanteils eines Elements W \u003d Ar (x) / Mr x 100% auf. Schreiben Sie nun die Formel in Bezug auf die Bedingung des Problems W (H) \u003d 2 Ar (H) auf. / Mr (H2O) x 100% Machen Sie Berechnungen W (H) \u003d 2 / 18 x 100% = 11,1%
• Beispiel #2: Bestimmen Sie die Masse Teilen Sauerstoff in Kupfersulfat (CuSO4) Suchen Sie nach der Tabelle D.I. Mendeleev, die relative Atommasse von Sauerstoff Ar (O) \u003d 16. Da die Formel 4 Sauerstoffatome enthält, ist daher 4 Ar (O) \u003d 4 x 16 \u003d 64 Berechnen Sie das relative Molekulargewicht von Kupfersulfat ( CuSO4), das aus 1 Ar (Cu), 1 Ar (S) und 4 Ar (O) besteht.Mr (CuSO4) = Ar (Cu) + Ar (S) + 4 Ar (O).Ar (Cu) = 64 Ar (S) = 324 Ar (O) = 4 x 16 \u003d 64, also Herr (CuSO4) \u003d 64 + 32 + 64 \u003d 160
• Schreiben Sie die allgemeine Formel zur Bestimmung des Massenanteils eines Elements W \u003d Ar (x) / Mr x 100% auf. Schreiben Sie nun die Formel in Bezug auf die Bedingung des Problems W (O) \u003d 4 Ar (O) auf. / Mr (CuSO4) x 100% Machen Sie Berechnungen W (O) \u003d 64 / 160 x 100% = 40%