Conhecendo a fórmula química, você pode calcular a fração de massa dos elementos químicos em uma substância. elemento em substâncias é denotado pelo grego. a letra "ômega" - ω E / V e é calculado pela fórmula:

onde k é o número de átomos deste elemento na molécula.

Qual é a fração de massa de hidrogênio e oxigênio na água (H 2 O)?

Decisão:

M r (H 2 O) \u003d 2 * A r (H) + 1 * A r (O) \u003d 2 * 1 + 1 * 16 \u003d 18

2) Calcule a fração mássica de hidrogênio na água:

3) Calcule a fração mássica de oxigênio na água. Como a composição da água inclui átomos de apenas dois elementos químicos, a fração de massa de oxigênio será igual a:

Arroz. 1. Formulação da solução do problema 1

Calcule a fração de massa dos elementos na substância H 3 PO 4.

1) Calcule o peso molecular relativo da substância:

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) Calculamos a fração de massa de hidrogênio na substância:

3) Calcule a fração mássica de fósforo na substância:

4) Calcule a fração mássica de oxigênio na substância:

1. Coleção de tarefas e exercícios em química: 8ª série: para o livro de P.A. Orzhekovsky e outros. "Química, Grau 8" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F. F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Caderno de química: 8ª série: para o livro de P.A. Orzhekovsky e outros.“Química. Grau 8" / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P. A. Orzhekovsky; debaixo. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 34-36)

3. Química: 8ª série: livro didático. para geral instituições / P.A. Orjekovsky, L. M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§15)

4. Enciclopédia para crianças. Volume 17. Química / Capítulo. editado por V. A. Volodin, liderando. científico ed. I. Leeson. - M.: Avanta+, 2003.

1. Uma única coleção de recursos educacionais digitais ().

2. Versão eletrônica da revista "Química e Vida" ().

4. Vídeo aula sobre o tema "Fração de massa de um elemento químico em uma substância" ().

Trabalho de casa

1. p.78 Nº 2 do livro "Química: 8ª série" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).

2. com. 34-36 №№ 3.5 do Livro de Exercícios de Química: 8ª série: para o livro didático de P.A. Orzhekovsky e outros.“Química. Grau 8" / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P. A. Orzhekovsky; debaixo. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

Desde o século XVII A química não é mais uma ciência descritiva. Os químicos começaram a usar amplamente métodos para medir vários parâmetros de uma substância. O desenho das balanças foi aprimorado cada vez mais, possibilitando determinar as massas das amostras para substâncias gasosas, além de também serem medidas massa, volume e pressão. O uso de medidas quantitativas permitiu entender a essência das transformações químicas e determinar a composição de substâncias complexas.

Como você já sabe, a composição de uma substância complexa inclui dois ou mais elementos químicos. Obviamente, a massa de toda matéria é composta pelas massas de seus elementos constituintes. Isso significa que cada elemento é responsável por uma certa parte da massa da matéria.

A fração de massa de um elemento em uma substância é denotada pela letra minúscula latina w (duplo-ve) e mostra a parte (parte da massa) atribuível a este elemento na massa total da substância. Este valor pode ser expresso em frações de uma unidade ou em porcentagem (Fig. 69). É claro que a fração de massa de um elemento em uma substância complexa é sempre menor que a unidade (ou menor que 100%). Afinal, uma parte do todo é sempre menor que o todo, assim como uma fatia de laranja é menor que uma laranja.

Arroz. 69.
Diagrama de composição elementar de óxido de mercúrio

Por exemplo, o óxido de mercúrio HgO contém dois elementos - mercúrio e oxigênio. Quando 50 g dessa substância são aquecidos, são obtidos 46,3 g de mercúrio e 3,7 g de oxigênio. Calcule a fração de massa de mercúrio em uma substância complexa:

A fração de massa de oxigênio nesta substância pode ser calculada de duas maneiras. Por definição, a fração mássica de oxigênio no óxido de mercúrio é igual à razão entre a massa de oxigênio e a massa de óxido de mercúrio:

Sabendo que a soma das frações mássicas dos elementos em uma substância é igual a um (100%), a fração mássica do oxigênio pode ser calculada pela diferença:

Para encontrar as frações de massa dos elementos pelo método proposto, é necessário realizar um experimento químico complexo e demorado para determinar a massa de cada elemento. Se a fórmula de uma substância complexa for conhecida, o mesmo problema será resolvido com muito mais facilidade.

Para calcular a fração de massa de um elemento, multiplique sua massa atômica relativa pelo número de átomos de um determinado elemento na fórmula e divida pela massa molecular relativa da substância.

Por exemplo, para água (Fig. 70):

Vamos praticar na resolução de problemas para calcular as frações de massa de elementos em substâncias complexas.

Tarefa 1. Calcule as frações de massa de elementos em amônia, cuja fórmula é NH 3.

Tarefa 2. Calcule as frações de massa de elementos em ácido sulfúrico com a fórmula H 2 SO 4.

Mais frequentemente, os químicos têm que resolver o problema inverso: determinar a fórmula de uma substância complexa por frações de massa de elementos.

Como esses problemas são resolvidos, vamos ilustrar com um exemplo histórico.

Tarefa 3. Dois compostos de cobre com oxigênio (óxidos) foram isolados de minerais naturais - tenorita e cuprita (Fig. 71). Eles diferiam um do outro em cor e frações de massa de elementos. No óxido preto (Fig. 72), isolado de tenorita, a fração mássica de cobre foi de 80% e a fração mássica de oxigênio foi de 20%. No óxido de cobre vermelho isolado de cuprita, as frações mássicas dos elementos foram 88,9% e 11,1%, respectivamente. Quais são as fórmulas para essas substâncias complexas? Vamos resolver esses dois problemas simples.

Arroz. 71. Cuprite mineral
Arroz. 72. Óxido de cobre preto isolado do mineral tenorita

3. A razão resultante deve ser reduzida aos valores de inteiros: afinal, os índices na fórmula, mostrando o número de átomos, não podem ser fracionários. Para fazer isso, os números resultantes devem ser divididos pelo menor deles (no nosso caso, eles são iguais).

E agora vamos complicar um pouco a tarefa.

Tarefa 4. De acordo com a análise elementar, o sal amargo calcinado tem a seguinte composição: fração mássica de magnésio 20,0%, fração mássica de enxofre - 26,7%, fração mássica de oxigênio - 53,3%.

Dúvidas e tarefas

1. Como se chama a fração de massa de um elemento em um composto? Como é calculado este valor?
2. Calcule as frações de massa dos elementos nas substâncias: a) dióxido de carbono CO 2; b) sulfureto de cálcio CaS; c) nitrato de sódio NaNO3; d) óxido de alumínio A1 2 O 3.
3. Em qual dos fertilizantes nitrogenados a fração mássica do nutriente nitrogenado é maior: a) cloreto de amônio NH 4 C1; b) sulfato de amônio (NH4)2SO4; c) ureia (NH 2) 2 CO?
4. Na pirita mineral, 7 g de ferro são responsáveis ​​por 8 g de enxofre. Calcule as frações de massa de cada elemento nesta substância e determine sua fórmula.
5. A fração de massa de nitrogênio em um de seus óxidos é de 30,43%, e a fração de massa de oxigênio é de 69,57%. Determine a fórmula do óxido.
6. Na Idade Média, uma substância chamada potassa era extraída das cinzas de um incêndio e era usada para fazer sabão. As frações de massa dos elementos nesta substância são: potássio - 56,6%, carbono - 8,7%, oxigênio - 34,7%. Determine a fórmula do potássio.

Do curso de química sabe-se que a fração de massa é o conteúdo de um determinado elemento em alguma substância. Parece que tal conhecimento é inútil para um residente de verão comum. Mas não se apresse em fechar a página, pois a capacidade de calcular a fração de massa para um jardineiro pode ser muito útil. No entanto, para não ficar confuso, vamos falar sobre tudo em ordem.

Qual é o significado do conceito de "fração de massa"?

A fração de massa é medida em porcentagem ou simplesmente em décimos. Um pouco mais acima, falamos sobre a definição clássica, que pode ser encontrada em livros de referência, enciclopédias ou livros escolares de química. Mas compreender a essência do que foi dito não é tão simples. Então, suponha que temos 500 g de alguma substância complexa. Complexo neste caso significa que não é homogêneo em composição. Em geral, todas as substâncias que usamos são complexas, até mesmo o sal de mesa simples, cuja fórmula é NaCl, ou seja, consiste em moléculas de sódio e cloro. Se continuarmos o raciocínio no exemplo do sal de mesa, podemos supor que 500 gramas de sal contêm 400 gramas de sódio. Então sua fração de massa será 80% ou 0,8.

Por que um jardineiro precisa disso?

Acho que você já sabe a resposta para essa pergunta. A preparação de todo o tipo de soluções, misturas, etc. é parte integrante da actividade económica de qualquer jardineiro. Na forma de soluções, fertilizantes, várias misturas de nutrientes, bem como outras preparações são usadas, por exemplo, estimulantes de crescimento "Epin", "Kornevin", etc. Além disso, muitas vezes é necessário misturar substâncias secas, como cimento, areia e outros componentes, ou solo comum de jardim com substrato adquirido. Ao mesmo tempo, a concentração recomendada desses agentes e preparações em soluções ou misturas preparadas na maioria das instruções é dada em frações de massa.

Assim, saber calcular a fração de massa de um elemento em uma substância ajudará o residente de verão a preparar adequadamente a solução necessária de fertilizante ou mistura de nutrientes, e isso, por sua vez, afetará necessariamente a colheita futura.

Algoritmo de cálculo

Assim, a fração de massa de um componente individual é a razão entre sua massa e a massa total de uma solução ou substância. Se o resultado obtido precisar ser convertido em porcentagem, então deve ser multiplicado por 100. Assim, a fórmula para calcular a fração de massa pode ser escrita da seguinte forma:

W = Massa da substância / Massa da solução

W = (massa da substância / massa da solução) x 100%.

Um exemplo de determinação da fração de massa

Vamos supor que temos uma solução, para a preparação da qual 5 g de NaCl foram adicionados a 100 ml de água, e agora é necessário calcular a concentração de sal de mesa, ou seja, sua fração em massa. Conhecemos a massa da substância e a massa da solução resultante é a soma de duas massas - sal e água e é igual a 105 g. Assim, dividimos 5 g por 105 g, multiplicamos o resultado por 100 e obtemos o valor desejado de 4,7%. Esta é a concentração que a solução salina terá.

Tarefa mais prática

Na prática, o residente de verão muitas vezes tem que lidar com tarefas de um tipo diferente. Por exemplo, é necessário preparar uma solução aquosa de um fertilizante, cuja concentração em peso deve ser de 10%. Para observar com precisão as proporções recomendadas, você precisa determinar qual quantidade da substância será necessária e em que volume de água ela precisará ser dissolvida.

A solução do problema começa na ordem inversa. Primeiro, você deve dividir a fração de massa expressa em porcentagem por 100. Como resultado, obtemos W \u003d 0,1 - esta é a fração de massa da substância em unidades. Agora vamos denotar a quantidade de substância como x, e a massa final da solução - M. Neste caso, o último valor é composto por dois termos - a massa de água e a massa de fertilizante. Ou seja, M = Mv + x. Assim, obtemos uma equação simples:

W = x / (Mw + x)

Resolvendo para x, temos:

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

Substituindo os dados disponíveis, obtemos a seguinte relação:

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

Assim, se tomarmos 1 litro (ou seja, 1000 g) de água para preparar a solução, serão necessários aproximadamente 111-112 g de fertilizante para preparar a solução na concentração desejada.

Resolvendo problemas com diluição ou adição

Suponha que temos 10 litros (10.000 g) de uma solução aquosa pronta com uma concentração de uma certa substância W1 = 30% ou 0,3. Quanta água precisará ser adicionada a ele para que a concentração caia para W2 = 15% ou 0,15? Nesse caso, a fórmula ajudará:

Mv \u003d (W1x M1 / ​​W2) - M1

Substituindo os dados iniciais, obtemos que a quantidade de água adicionada deve ser:
Mv \u003d (0,3 x 10.000 / 0,15) - 10.000 \u003d 10.000 g

Ou seja, você precisa adicionar os mesmos 10 litros.

Agora imagine o problema inverso - há 10 litros de uma solução aquosa (M1 \u003d 10.000 g) com uma concentração de W1 \u003d 10% ou 0,1. É necessário obter uma solução com uma fração mássica de fertilizante W2 = 20% ou 0,2. Quanto material inicial deve ser adicionado? Para fazer isso, você precisa usar a fórmula:

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

Substituindo o valor original, obtemos x \u003d 1 125 g.

Assim, o conhecimento dos fundamentos mais simples da química escolar ajudará o jardineiro a preparar adequadamente soluções de fertilizantes, substratos nutrientes de vários elementos ou misturas para trabalhos de construção.

A química é definitivamente uma ciência interessante. Apesar de toda a sua complexidade, permite-nos compreender melhor a natureza do mundo que nos rodeia. E o que é mais - pelo menos o conhecimento elementar neste assunto ajuda seriamente na vida cotidiana. Por exemplo, determinar a fração de massa de uma substância em um sistema multicomponente, ou seja, a razão entre a massa de qualquer componente e a massa total de toda a mistura.

Necessário:

- calculadora;
- escalas (se você primeiro precisar determinar as massas de todos os componentes da mistura);
é o sistema periódico de elementos de Mendeleev.

Instruções:

• Então, tornou-se necessário determinar a fração de massa de uma substância. Por onde começar? Em primeiro lugar, depende da tarefa específica e das ferramentas disponíveis para o trabalho. Mas em qualquer caso, para determinar o conteúdo de um componente em uma mistura, você precisa conhecer sua massa e a massa total da mistura. Você pode fazer isso com base em dados conhecidos ou com base em sua própria pesquisa. Para fazer isso, você precisará pesar o componente adicionado em uma balança de laboratório. Depois que a mistura estiver pronta, pese-a também.
• Escreva a massa da substância desejada como " m«, massa total sistemas colocados sob a designação " M". Nesse caso, a fórmula para a fração de massa de uma substância terá a seguinte forma: W=(m/M)*100. O resultado obtido é registrado em porcentagem.
• Exemplo: calcule a fração de massa de 15 gramas de sal dissolvido em 115 gramas de água. Solução: a massa total da solução é determinada pela fórmula M=m a +m c, Onde m em- massa de água mc- massa de sal. A partir de cálculos simples, pode-se determinar que a massa total da solução é 130 gramas. De acordo com a fórmula de definição acima, obtemos que o teor de sal de cozinha na solução será igual a W=(15/130)*100=12%.
• Uma situação mais particular é a necessidade de definir fração de massa de um elemento químico em uma substância . É definido exatamente o mesmo. O principal princípio de cálculo permanecerá o mesmo, apenas em vez da massa da mistura e do componente específico, você terá que lidar com os pesos moleculares dos elementos químicos.
• Todas as informações necessárias podem ser encontradas no sistema periódico de Mendeleev. Decompor a fórmula química de uma substância em seus principais componentes. Usando a tabela periódica, determine a massa de cada elemento. Somando-os, obtenha o peso molecular de sua substância ( M). Da mesma forma que no caso anterior, a fração de massa de uma substância, ou, para ser mais preciso, de um elemento, será determinada pela razão entre sua massa e a massa molecular. A fórmula terá a seguinte forma W=(m a/M)*100. Onde m umaé a massa atômica do elemento, Mé o peso molecular da substância.
• Vamos considerar este caso com um exemplo específico. Exemplo: determine a fração mássica de potássio em potassa. Potassa é carbonato de potássio. Sua fórmula K2CO3. A massa atômica do potássio é 39 , carbono - 12 , oxigênio - 16 . O peso molecular do carbonato será determinado da seguinte forma - M \u003d 2m K + m C + 2m O \u003d 2 * 39 + 12 + 2 * 16 \u003d 122. Uma molécula de carbonato de potássio contém dois átomos de potássio com uma massa atômica igual a 39 . A fração mássica de potássio na substância será determinada pela fórmula W \u003d (2m K / M) * 100 \u003d (2 * 39 / 122) * 100 \u003d 63,93%.

Fração de massa de um elemento em matéria- Este é um dos tópicos que está incluído no curso de química. As habilidades e habilidades para determinar esse parâmetro podem ser úteis ao testar o conhecimento durante o trabalho de controle e independente, bem como no exame de química.

Você vai precisar

• - sistema periódico de elementos químicos D.I. Mendeleiev

Instrução

• Para calcular a massa compartilhar, você deve primeiro encontrar a massa atômica relativa (Ar) do elemento desejado, bem como a massa molecular relativa (Mr) da substância. Em seguida, aplique a fórmula pela qual a fração de massa do elemento é determinada (W) W \u003d Ar (x) / Mr x 100%, em que W é a fração de massa do elemento (medida em frações ou%); Ar (x) é a massa atômica relativa do elemento; Mr é a massa molecular relativa de uma substância. Para determinar a massa atômica e molecular relativa, use o sistema periódico de elementos químicos de D.I. Mendeleiev. Ao calcular, certifique-se de levar em conta o número de átomos de cada elemento.
• Exemplo #1: Determine a massa compartilhar hidrogênio em água. Encontre de acordo com a tabela D.I. Mendeleev massa atômica relativa do hidrogênio Ar (H) = 1. Como há 2 átomos de hidrogênio na fórmula, portanto, 2Ar (H) = 1 x 2 = 2 Calcule a massa molecular relativa da água (H2O), que é composta de 2 Ar (H) e 1 Ar (O). Mr (H2O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O)Ar (O) \u003d 16, portanto Mr (H2O) \u003d 1 x 2 + 16 \u003d 18
• Anote a fórmula geral para determinar a fração de massa de um elemento W \u003d Ar (x) / Mr x 100% Agora anote a fórmula, em relação à condição do problema W (H) \u003d 2 Ar (H) / Sr (H2O) x 100% Faça cálculos W (H) \u003d 2 / 18 x 100% = 11,1%
• Exemplo #2: Determine a massa compartilhar oxigênio em sulfato de cobre (CuSO4). Encontre de acordo com a tabela D.I. Mendeleev, a massa atômica relativa do oxigênio Ar (O) \u003d 16. Como existem 4 átomos de oxigênio na fórmula, portanto, 4 Ar (O) \u003d 4 x 16 \u003d 64 Calcule o peso molecular relativo do sulfato de cobre ( CuSO4), que consiste em 1 Ar (Cu), 1 Ar (S) e 4 Ar (O).Mr (CuSO4) = Ar (Cu) + Ar (S) + 4 Ar (O).Ar (Cu) = 64 Ar (S) = 324 Ar (O) = 4 x 16 \u003d 64, portanto Sr (CuSO4) \u003d 64 + 32 + 64 \u003d 160
• Anote a fórmula geral para determinar a fração de massa de um elemento W \u003d Ar (x) / Mr x 100% Agora anote a fórmula, em relação à condição do problema W (O) \u003d 4 Ar (O) / Sr (CuSO4) x 100% Faça cálculos W (O) \u003d 64 / 160 x 100% = 40%