Cunoscând formula chimică, puteți calcula fracția de masă a elementelor chimice dintr-o substanță. element în substanțe este notat cu greacă. litera „omega” - ω E / V și se calculează prin formula:

unde k este numărul de atomi ai acestui element din moleculă.

Care este fracția de masă a hidrogenului și oxigenului din apă (H 2 O)?

Decizie:

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

2) Calculați fracția de masă a hidrogenului din apă:

3) Calculați fracția de masă a oxigenului din apă. Deoarece compoziția apei include atomi a doar două elemente chimice, fracția de masă a oxigenului va fi egală cu:

Orez. 1. Formularea soluției problemei 1

Calculați fracția de masă a elementelor din substanța H 3 PO 4.

1) Calculați greutatea moleculară relativă a substanței:

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) Calculăm fracția de masă a hidrogenului din substanță:

3) Calculați fracția de masă a fosforului din substanță:

4) Calculați fracția de masă a oxigenului din substanță:

1. Culegere de sarcini și exerciții la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orzhekovsky și alții „Chimie, clasa a 8-a” / P.A. Orjekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Caiet de chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orjekovski și alții „Chimie. Gradul 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovski; sub. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 34-36)

3. Chimie: clasa a VIII-a: manual. pentru general instituții / P.A. Orjekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§15)

4. Enciclopedie pentru copii. Volumul 17. Chimie / Capitolul. editat de V.A. Volodin, conducând. științific ed. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. O singură colecție de resurse educaționale digitale ().

2. Versiunea electronică a revistei „Chimie și viață” ().

4. Lecție video pe tema „Fracția de masă a unui element chimic într-o substanță” ().

Teme pentru acasă

1. p.78 Nr. 2 din manualul „Chimie: clasa a VIII-a” (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).

2. cu. 34-36 №№ 3.5 din Caietul de lucru la Chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orjekovski și alții „Chimie. Gradul 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovski; sub. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

Din secolul al XVII-lea Chimia nu mai este o știință descriptivă. Chimiștii au început să folosească pe scară largă metode pentru măsurarea diferiților parametri ai unei substanțe. Proiectarea balanțelor a fost îmbunătățită din ce în ce mai mult, făcând posibilă determinarea maselor de probe pentru substanțe gazoase, pe lângă masă, volum și presiune au fost măsurate. Utilizarea măsurătorilor cantitative a făcut posibilă înțelegerea esenței transformărilor chimice, determinarea compoziției substanțelor complexe.

După cum știți deja, compoziția unei substanțe complexe include două sau mai multe elemente chimice. În mod evident, masa întregii materie este compusă din masele elementelor ei constitutive. Aceasta înseamnă că fiecare element reprezintă o anumită parte din masa materiei.

Fracția de masă a unui element dintr-o substanță este notă cu litera latină w (dublu-ve) și arată ponderea (parte din masă) atribuită acestui element în masa totală a substanței. Această valoare poate fi exprimată în fracții de unitate sau ca procent (Fig. 69). Desigur, fracția de masă a unui element dintr-o substanță complexă este întotdeauna mai mică decât unitatea (sau mai mică de 100%). La urma urmei, o parte a întregului este întotdeauna mai mică decât întregul, la fel cum o felie de portocală este mai mică decât o portocală.

Orez. 69.
Diagrama compoziției elementare a oxidului de mercur

De exemplu, oxidul de mercur HgO conține două elemente - mercur și oxigen. Când se încălzesc 50 g din această substanță, se obțin 46,3 g de mercur și 3,7 g de oxigen. Calculați fracția de masă a mercurului dintr-o substanță complexă:

Fracția de masă a oxigenului din această substanță poate fi calculată în două moduri. Prin definiție, fracția de masă a oxigenului din oxidul de mercur este egală cu raportul dintre masa oxigenului și masa oxidului de mercur:

Știind că suma fracțiilor de masă ale elementelor dintr-o substanță este egală cu unu (100%), fracția de masă a oxigenului poate fi calculată prin diferența:

Pentru a găsi fracțiile de masă ale elementelor prin metoda propusă, este necesar să se efectueze un experiment chimic complex și consumator de timp pentru a determina masa fiecărui element. Dacă se cunoaște formula unei substanțe complexe, aceeași problemă se rezolvă mult mai ușor.

Pentru a calcula fracția de masă a unui element, înmulțiți masa atomică relativă a acestuia cu numărul de atomi ai unui element dat din formulă și împărțiți cu masa moleculară relativă a substanței.

De exemplu, pentru apă (Fig. 70):

Să exersăm în rezolvarea problemelor pentru calcularea fracțiilor de masă ale elementelor din substanțe complexe.

Sarcina 1. Calculați fracțiile de masă ale elementelor din amoniac, a căror formulă este NH 3.

Sarcina 2. Calculați fracțiile de masă ale elementelor din acid sulfuric având formula H 2 SO 4.

Mai des, chimiștii trebuie să rezolve problema inversă: să determine formula unei substanțe complexe prin fracțiuni de masă ale elementelor.

Cum se rezolvă astfel de probleme, vom ilustra cu un exemplu istoric.

Sarcina 3. Doi compuși ai cuprului cu oxigen (oxizi) au fost izolați din mineralele naturale - tenorit și cuprită (Fig. 71). Ele diferă unele de altele prin culoare și fracțiuni de masă ale elementelor. În oxidul negru (Fig. 72), izolat din tenorit, fracția de masă a cuprului a fost de 80%, iar fracția de masă a oxigenului a fost de 20%. În oxidul de cupru roșu izolat din cuprită, fracțiunile de masă ale elementelor au fost de 88,9%, respectiv 11,1%. Care sunt formulele acestor substanțe complexe? Să rezolvăm aceste două probleme simple.

Orez. 71. Cuprită minerală
Orez. 72. Oxid de cupru negru izolat din mineral tenorit

3. Raportul rezultat trebuie redus la valorile numerelor întregi: la urma urmei, indicii din formulă, care arată numărul de atomi, nu pot fi fracționați. Pentru a face acest lucru, numerele rezultate trebuie împărțite la cel mai mic dintre ele (în cazul nostru, sunt egale).

Și acum să complicăm puțin sarcina.

Sarcina 4. Conform analizei elementare, sarea amară calcinată are următoarea compoziție: fracția de masă de magneziu 20,0%, fracția de masă de sulf - 26,7%, fracția de masă de oxigen - 53,3%.

Întrebări și sarcini

1. Cum se numește fracția de masă a unui element dintr-un compus? Cum se calculează această valoare?
2. Calculaţi fracţiile de masă ale elementelor din substanţe: a) dioxid de carbon CO 2; b) sulfură de calciu CaS; c) azotat de sodiu NaN03; d) oxid de aluminiu A1 2 O 3.
3. În care dintre îngrășămintele cu azot este fracția de masă a nutrientului azotat cea mai mare: a) clorură de amoniu NH 4 C1; b) sulfat de amoniu (NH4)2S04; c) uree (NH2)2CO?
4. În pirita minerală, 7 g de fier reprezintă 8 g de sulf. Calculați fracțiile de masă ale fiecărui element din această substanță și determinați-i formula.
5. Fracția de masă a azotului într-unul dintre oxizii săi este de 30,43%, iar fracția de masă a oxigenului este de 69,57%. Determinați formula oxidului.
6. În Evul Mediu, o substanță numită potasiu era extrasă din cenușa unui foc și se folosea la fabricarea săpunului. Fracțiile de masă ale elementelor din această substanță sunt: ​​potasiu - 56,6%, carbon - 8,7%, oxigen - 34,7%. Determinați formula pentru potasiu.

Din cursul chimiei se știe că fracția de masă este conținutul unui anumit element dintr-o substanță. S-ar părea că astfel de cunoștințe nu sunt de nici un folos unui rezident obișnuit de vară. Dar nu vă grăbiți să închideți pagina, deoarece capacitatea de a calcula fracția de masă pentru un grădinar poate fi foarte utilă. Totuși, pentru a nu ne încurca, să vorbim despre totul în ordine.

Care este sensul conceptului de „fracție de masă”?

Fracția de masă este măsurată ca procent sau pur și simplu în zecimi. Puțin mai sus, am vorbit despre definiția clasică, care poate fi găsită în cărți de referință, enciclopedii sau manuale școlare de chimie. Dar a înțelege esența a ceea ce s-a spus nu este atât de simplu. Deci, să presupunem că avem 500 g dintr-o substanță complexă. Complex în acest caz înseamnă că nu este omogen în compoziție. În general, orice substanță pe care le folosim sunt complexe, chiar și sare de masă simplă, a cărei formulă este NaCl, adică constă din molecule de sodiu și clor. Dacă continuăm raționamentul pe exemplul sării de masă, atunci putem presupune că 500 de grame de sare conțin 400 de grame de sodiu. Atunci fracția sa de masă va fi de 80% sau 0,8.

De ce are nevoie de asta un grădinar?

Cred că știți deja răspunsul la această întrebare. Prepararea tot felul de soluții, amestecuri etc. este parte integrantă a activității economice a oricărui grădinar. Sub formă de soluții, îngrășămintele, diferite amestecuri de nutrienți, precum și alte preparate sunt utilizate, de exemplu, stimulente de creștere "Epin", "Kornevin", etc. În plus, este adesea necesar să amestecați substanțe uscate, cum ar fi ciment, nisip și alte componente, sau pământ obișnuit de grădină cu substrat achiziționat. În același timp, concentrația recomandată a acestor agenți și preparate în soluții sau amestecuri preparate în majoritatea instrucțiunilor este dată în fracțiuni de masă.

Astfel, știind cum să calculeze fracția de masă a unui element dintr-o substanță va ajuta rezidentul de vară să pregătească în mod corespunzător soluția necesară de îngrășământ sau amestec de nutrienți, iar acest lucru, la rândul său, va afecta în mod necesar recolta viitoare.

Algoritm de calcul

Deci, fracția de masă a unei componente individuale este raportul dintre masa sa și masa totală a unei soluții sau substanțe. Dacă rezultatul obținut trebuie convertit într-un procent, atunci acesta trebuie înmulțit cu 100. Astfel, formula pentru calcularea fracției de masă poate fi scrisă după cum urmează:

W = Masa substanței / Masa soluției

W = (Masa substanței / Masa soluției) x 100%.

Un exemplu de determinare a fracției de masă

Să presupunem că avem o soluție, pentru prepararea căreia s-au adăugat 5 g de NaCl la 100 ml de apă, iar acum este necesar să se calculeze concentrația de sare de masă, adică fracția sa de masă. Cunoaștem masa substanței, iar masa soluției rezultate este suma a două mase - sare și apă și este egală cu 105 g. Astfel, împărțim 5 g la 105 g, înmulțim rezultatul cu 100 și obținem valoarea dorită. de 4,7%. Aceasta este concentrația pe care o va avea soluția salină.

Sarcină mai practică

În practică, rezidentul de vară trebuie adesea să se ocupe de sarcini de alt fel. De exemplu, este necesar să se pregătească o soluție apoasă de îngrășământ, a cărei concentrație în greutate ar trebui să fie de 10%. Pentru a respecta cu exactitate proporțiile recomandate, trebuie să determinați ce cantitate de substanță va fi necesară și în ce volum de apă va trebui să fie dizolvată.

Rezolvarea problemei începe în ordine inversă. În primul rând, ar trebui să împărțiți fracția de masă exprimată ca procent cu 100. Ca rezultat, obținem W \u003d 0,1 - aceasta este fracția de masă a substanței în unități. Acum, să notăm cantitatea de substanță ca x și masa finală a soluției - M. În acest caz, ultima valoare este formată din doi termeni - masa de apă și masa de îngrășământ. Adică M = Mv + x. Astfel, obținem o ecuație simplă:

W = x / (Mw + x)

Rezolvând pentru x, obținem:

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

Înlocuind datele disponibile, obținem următoarea dependență:

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

Astfel, dacă luăm 1 litru (adică 1000 g) de apă pentru a pregăti soluția, atunci vor fi necesare aproximativ 111-112 g de îngrășământ pentru a pregăti soluția cu concentrația dorită.

Rezolvarea problemelor cu diluare sau adăugare

Să presupunem că avem 10 litri (10.000 g) de soluție apoasă gata preparată cu o concentrație în ea a unei anumite substanțe W1 = 30% sau 0,3. Câtă apă va trebui adăugată la acesta pentru ca concentrația să scadă la W2 = 15% sau 0,15? În acest caz, formula va ajuta:

Mv \u003d (W1x M1 / ​​​​W2) - M1

Înlocuind datele inițiale, obținem că cantitatea de apă adăugată ar trebui să fie:
Mv \u003d (0,3 x 10.000 / 0,15) - 10.000 \u003d 10.000 g

Adică trebuie să adăugați aceiași 10 litri.

Acum imaginați-vă problema inversă - există 10 litri de soluție apoasă (M1 = 10.000 g) cu o concentrație de W1 = 10% sau 0,1. Este necesar să se obțină o soluție cu o fracție de masă de îngrășământ W2 = 20% sau 0,2. Câtă materie primă trebuie adăugată? Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați formula:

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

Înlocuind valoarea inițială, obținem x \u003d 1 125 g.

Astfel, cunoașterea celor mai simple elemente de bază ale chimiei școlare îl va ajuta pe grădinar să pregătească corect soluții de îngrășăminte, substraturi nutritive din mai multe elemente sau amestecuri pentru lucrări de construcție.

Chimia este cu siguranță o știință interesantă. În ciuda întregii sale complexități, ne permite să înțelegem mai bine natura lumii din jurul nostru. Și mai mult - cel puțin cunoștințele elementare în acest subiect ajută serios în viața de zi cu zi. De exemplu, determinarea fracției de masă a unei substanțe într-un sistem multicomponent, adică raportul dintre masa oricărei componente și masa totală a întregului amestec.

Necesar:

- calculator;
- cântare (dacă mai întâi trebuie să determinați masele tuturor componentelor amestecului);
este sistemul periodic de elemente al lui Mendeleev.

Instrucțiuni:

• Deci, a devenit necesar să determinați fracția de masă a unei substanțe. Unde sa încep? În primul rând, depinde de sarcina specifică și de instrumentele la îndemână pentru job. Dar, în orice caz, pentru a determina conținutul unui component dintr-un amestec, trebuie să cunoașteți masa acestuia și masa totală a amestecului. Puteți face acest lucru fie pe baza datelor cunoscute, fie pe baza propriilor cercetări. Pentru a face acest lucru, va trebui să cântăriți componenta adăugată pe o cântar de laborator. După ce amestecul este gata, se cântărește și el.
• Scrieți masa substanței dorite ca „ m«, masa totala sisteme puse sub denumirea " M". În acest caz, formula pentru fracția de masă a unei substanțe va lua următoarea formă: W=(m/M)*100. Rezultatul obtinut se inregistreaza procentual.
• Exemplu: calculați fracția de masă a 15 grame de sare dizolvată în 115 grame de apă. Rezolvare: masa totală a soluției este determinată de formula M=m la +m c, Unde m in- masa de apa mc- masa de sare. Din calcule simple, se poate determina că masa totală a soluției este 130 de grame. Conform formulei de definiție de mai sus, obținem că conținutul de sare de masă din soluție va fi egal cu W=(15/130)*100=12%.
• O situație mai particulară este necesitatea de a defini fracția de masă a unui element chimic dintr-o substanță . Este definit exact la fel. Principiul principal de calcul va rămâne același, doar că în locul masei amestecului și al componentului specific, va trebui să vă ocupați de greutățile moleculare ale elementelor chimice.
• Toate informațiile necesare pot fi găsite în sistemul periodic al lui Mendeleev. Descompuneți formula chimică a unei substanțe în componentele sale principale. Folosind tabelul periodic, determinați masa fiecărui element. Rezumând-le, obțineți greutatea moleculară a substanței dvs. ( M). Similar cu cazul precedent, fracția de masă a unei substanțe sau, mai precis, a unui element, va fi determinată de raportul dintre masa sa și masa moleculară. Formula va lua următoarea formă W=(ma/M)*100. Unde m A este masa atomică a elementului, M este greutatea moleculară a substanței.
• Să luăm în considerare acest caz cu un exemplu specific. Exemplu: determinați fracția de masă a potasiului în potasiu. Potasa este carbonat de potasiu. Formula sa K2CO3. Masa atomică a potasiului este 39 , carbon - 12 , oxigen - 16 . Greutatea moleculară a carbonatului se va determina după cum urmează: M \u003d 2m K + m C + 2m O \u003d 2 * 39 + 12 + 2 * 16 \u003d 122. O moleculă de carbonat de potasiu conține doi atomi de potasiu cu o masă atomică egală cu 39 . Fracția de masă a potasiului din substanță va fi determinată de formula W \u003d (2m K / M) * 100 \u003d (2 * 39 / 122) * 100 \u003d 63,93%.

Fracția de masă a unui element în substanţă- Acesta este unul dintre subiectele care sunt incluse în cursul de chimie. Abilitățile și abilitățile de a determina acest parametru pot fi utile la testarea cunoștințelor în timpul controlului și a muncii independente, precum și la examenul de chimie.

Vei avea nevoie

• - sistem periodic de elemente chimice D.I. Mendeleev

Instruire

• Pentru a calcula masa acțiune, trebuie mai întâi să găsiți masa atomică relativă (Ar) a elementului dorit, precum și masa moleculară relativă (Mr) a substanței. Apoi, aplicați formula prin care se determină fracția de masă a elementului (W) W \u003d Ar (x) / Mr x 100%, în care W este fracția de masă a elementului (măsurată în fracții sau%); Ar (x) este masa atomică relativă a elementului; Mr este masa moleculară relativă a unei substanțe. Pentru a determina masa atomică și moleculară relativă, utilizați sistemul periodic al elementelor chimice din D.I. Mendeleev. Când calculați, asigurați-vă că țineți cont de numărul de atomi ai fiecărui element.
• Exemplul #1: Determinați masa acțiune hidrogen în apă.Aflați conform tabelului D.I. Mendeleev masa atomică relativă a hidrogenului Ar (H) = 1. Deoarece există 2 atomi de hidrogen în formulă, prin urmare, 2Ar (H) = 1 x 2 = 2 Calculați masa moleculară relativă a apei (H2O), care este alcătuită de 2 Ar (H) și 1 Ar (O). Mr (H2O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O)Ar (O) \u003d 16, prin urmare Mr (H2O) \u003d 1 x 2 + 16 \u003d 18
• Scrieți formula generală pentru determinarea fracției de masă a unui element W \u003d Ar (x) / Mr x 100% Acum scrieți formula, în raport cu starea problemei W (H) \u003d 2 Ar (H) / Mr (H2O) x 100% Faceți calcule W (H) \u003d 2 / 18 x 100% = 11,1%
• Exemplul #2: Determinați masa acțiune oxigen în sulfat de cupru (CuSO4).Aflați conform tabelului D.I. Mendeleev, masa atomică relativă a oxigenului Ar (O) \u003d 16. Deoarece există 4 atomi de oxigen în formulă, prin urmare, 4 Ar (O) \u003d 4 x 16 \u003d 64 Calculați greutatea moleculară relativă a sulfatului de cupru ( CuSO4), care constă din 1 Ar (Cu), 1 Ar (S) și 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, prin urmare Mr (CuSO4) \u003d 64 + 32 + 64 \u003d 160
• Scrieți formula generală pentru determinarea fracției de masă a unui element W \u003d Ar (x) / Mr x 100% Acum scrieți formula, în raport cu starea problemei W (O) \u003d 4 Ar (O) / Mr (CuSO4) x 100% Faceți calcule W (O) \u003d 64 / 160 x 100% = 40%