Massiosa arvutatakse valemiga. Kuidas leida aines elemendi massiosa? Mis see on? Mis on massiosa
Mis on massifraktsioon? Näiteks, keemilise elemendi massiosa on elemendi massi ja kogu aine massi suhe. Massiosa saab väljendada nii protsentides kui ka murdosades.
Kus saab massifraktsiooni kasutada?
Siin on mõned juhised:
Keerulise keemilise aine elementkoostise määramine
Elemendi massi leidmine kompleksaine massi järgi
Arvutusteks kasutatakse aine molaarmassi kalkulaatorit veebis koos laiendatud andmetega, mida saab näha, kui kasutate XMPP-päringut.
Ülalnimetatud sarnaste ülesannete arvutamine muutub selle lehe kasutamisel veelgi lihtsamaks, mugavamaks ja täpsemaks. Rääkides täpsusest. Kooliõpikutes on elementide molaarmassid millegipärast ümardatud täisarvudeks, mis on kooliülesannete lahendamisel üsna kasulik, kuigi tegelikult korrigeeritakse iga keemilise elemendi molaarmassi perioodiliselt.
Meie kalkulaator ei püüa näidata suurt täpsust (üle 5 kohta pärast koma), kuigi see pole keeruline. Enamasti piisab elementide massiosade määramise ülesannete lahendamiseks nendest elementide aatommassidest, mis kalkulaatorit kasutavad.
Aga nendele pedantidele :) kes täpsusest hoolivad, siis soovitan linki Kõigi elementide aatommassid ja isotoopkoostised mis kuvab kõik keemilised elemendid, nende suhtelised aatommassid, samuti iga elemendi kõigi isotoopide massid.
See on kõik, mida ma öelda tahaksin. Nüüd käsitleme konkreetseid ülesandeid ja nende lahendamise viise. Pange tähele, et kuigi need kõik on heterogeensed, põhinevad need oma olemuselt aine molaarmassil ja selles aines sisalduvate elementide massiosadel.
2017. aasta sügise alguses lisasin veel ühe kalkulaatori Aine mooliosad ja aatomite arv, mis aitab lahendada ülesandeid puhta aine massi kohta kompleksaines, moolide arvu kohta aines ja igas elemendis, samuti aatomite/molekulide arv aines.
Näited
Arvutage elementide massiosa vasksulfaadis CuSO 4
Taotlus on väga lihtne, lihtsalt kirjutage valem ja saate tulemuse, mis on meie vastus
Nagu kooliõpikutes juba mainitud, on seal üsna jämedad väärtused, nii et ärge imestage, kui näete paberraamatute vastustes Cu = 40%, O = 40%, S = 20%.Ütleme nii kõrvalmõjud"koolimaterjali lihtsustamine õpilastele. Tõeliste probleemide puhul on meie vastus (roti vastus) loomulikult täpsem.
Kui jutt oli sellest, mida väljendada murdarvudes, mitte protsentides, siis jagame iga elemendi protsendid 100-ga ja saame vastuse murdosades.
Kui palju naatriumi sisaldab 10 tonni krüoliini Na3?
Tutvustame krüoliini valemit ja saame järgmised andmed
Saadud andmetest näeme, et 209,9412 kogust ainet sisaldavad 68,96931 kogust naatriumi.
Ükskõik, kas me mõõdame seda grammides, kilogrammides või tonnides, suhe ei muutu.
Nüüd jääb üle ehitada veel üks kirjavahetus, kus meil on 10 tonni algset ainet ja teadmata kogus naatriumi
See on tüüpiline proportsioon. Muidugi võite kasutada robotit Proportsioonide ja suhete arvutamine, kuid see proportsioon on nii lihtne, et teeme seda käepidemetega.
209,9412 on 10 (tonni) ja 68,96391 on tundmatu number.
Seega on naatriumi kogus (tonnides) krüoliinis 68,96391*10/209,9412=3,2849154906231 tonni naatriumi.
Jällegi, kooli jaoks on mõnikord vaja elementide massisisaldust aines ümardada täisarvuni, kuid tegelikult ei erine vastus eelmisest kuigi palju.
69*10/210=3.285714
Täpsus sajandikuni on sama.
Arvutage, kui palju hapnikku sisaldab 50 tonni kaltsiumfosfaat Ca3(PO4)2?
Antud aine massifraktsioonid on järgmised
Sama proportsioon nagu eelmises ülesandes 310,18272 kehtib 50 (tonni) kohta, samuti 127,9952 tundmatu väärtuse kohta
vastus 20,63 tonni hapnikku on antud aine massis.
Kui lisada valemile hüüumärk, mis ütleb, et ülesanne on kool (kasutatakse aatommasside jämedat ümardamist täisarvudeks), saame järgmise vastuse.
Keemia käigust on teada, et massifraktsioon on teatud elemendi sisaldus mingis aines. Näib, et tavalisele suveelanikule pole sellistest teadmistest kasu. Kuid ärge kiirustage lehte sulgema, kuna aedniku massiosa arvutamise võimalus võib olla väga kasulik. Et aga mitte segadusse sattuda, räägime kõigest järjekorras.Mida tähendab mõiste "massiosa"?
Massiosa mõõdetakse protsentides või lihtsalt kümnendikest. Veidi kõrgemal rääkisime klassikalisest definitsioonist, mida võib leida teatmeteostest, entsüklopeediatest või kooli keemiaõpikutest. Kuid öeldu olemuse mõistmine pole nii lihtne. Oletame, et meil on 500 g keerulist ainet. Kompleks tähendab antud juhul, et see ei ole koostiselt homogeenne. Üldiselt on kõik ained, mida me kasutame, keerulised, isegi lihtsad lauasoolad, mille valem on NaCl, see tähendab, et see koosneb naatriumi- ja kloorimolekulidest. Kui jätkata mõttekäiku lauasoola näitel, siis võib eeldada, et 500 grammi soola sisaldab 400 grammi naatriumi. Siis on selle massiosa 80% või 0,8.
Miks aednikul seda vaja on?
Arvan, et teate juba vastust sellele küsimusele. Kõikvõimalike lahuste, segude jms valmistamine on iga aedniku majandustegevuse lahutamatu osa. Lahuste kujul kasutatakse väetisi, erinevaid toitainesegusid ja muid preparaate, näiteks kasvustimulaatoreid "Epin", "Kornevin" jne. Lisaks on sageli vaja ostetud substraadiga segada kuivaineid, nagu tsement, liiv ja muud komponendid, või tavaline aiamuld. Samal ajal on enamikus juhistes antud ainete ja preparaatide soovitatav kontsentratsioon valmistatud lahustes või segudes massifraktsioonides.
Seega aitab teadmine, kuidas arvutada aines oleva elemendi massiosa, suvisel elanikul vajaliku väetise või toitesegu lahuse korralikult ette valmistada ja see omakorda mõjutab tingimata tulevast saaki.
Arvutusalgoritm
Seega on üksiku komponendi massiosa selle massi ja lahuse või aine kogumassi suhe. Kui saadud tulemus on vaja teisendada protsentideks, siis tuleb see korrutada 100-ga. Seega saab massiosa arvutamise valemi kirjutada järgmiselt:
W = aine mass / lahuse mass
W = (aine mass / lahuse mass) x 100%.
Näide massiosa määramisest
Oletame, et meil on lahus, mille valmistamiseks lisati 100 ml veele 5 g NaCl, ja nüüd on vaja arvutada lauasoola kontsentratsioon, see tähendab selle massiosa. Me teame aine massi ja saadud lahuse mass on kahe massi - soola ja vee - summa ja võrdub 105 g. Seega jagame 5 g 105 g-ga, korrutame tulemuse 100-ga ja saame soovitud väärtuse 4,7%. See on soolalahuse kontsentratsioon.
Praktilisem ülesanne
Praktikas peab suveelanik sageli tegelema teistsuguste ülesannetega. Näiteks on vaja valmistada mõne väetise vesilahus, mille massikontsentratsioon peaks olema 10%. Soovitatavate proportsioonide täpseks järgimiseks peate kindlaks määrama, milline kogus ainet on vaja ja millises veekogus see tuleb lahustada.
Probleemi lahendamine algab vastupidises järjekorras. Esiteks peaksite jagama protsentides väljendatud massiosa 100-ga. Selle tulemusena saame W \u003d 0,1 - see on aine massiosa ühikutes. Nüüd tähistame aine kogust x-ga ja lahuse lõplikku massi - M. Sel juhul koosneb viimane väärtus kahest liikmest - vee massist ja väetise massist. See tähendab, et M = Mv + x. Seega saame lihtsa võrrandi:
W = x / (Mw + x)
Lahendades selle x jaoks, saame:
x \u003d L x Mv / (1 - W)
Olemasolevate andmete asendamisel saame järgmise seose:
x \u003d 0,1 x Mv / 0,9
Seega, kui võtta lahuse valmistamiseks 1 liiter (see tähendab 1000 g) vett, kulub soovitud kontsentratsiooniga lahuse valmistamiseks ligikaudu 111-112 g väetist.
Lahjendamise või lisamisega seotud probleemide lahendamine
Oletame, et meil on 10 liitrit (10 000 g) valmis vesilahust, milles teatud aine kontsentratsioon W1 = 30% või 0,3. Kui palju vett tuleb sellele lisada, et kontsentratsioon langeks väärtuseni W2 = 15% või 0,15? Sel juhul aitab valem:
Mv \u003d (W1x M1 / W2) - M1
Asendades algandmed, saame, et lisatud vee kogus peaks olema:
Mv \u003d (0,3 x 10 000 / 0,15) - 10 000 \u003d 10 000 g
See tähendab, et peate lisama sama 10 liitrit.
Kujutage nüüd ette pöördülesannet – seal on 10 liitrit vesilahust (M1 = 10 000 g), mille kontsentratsioon on W1 = 10% või 0,1. On vaja saada lahus, mille väetise massiosa on W2 = 20% või 0,2. Kui palju lähtematerjali tuleks lisada? Selleks peate kasutama valemit:
x \u003d M1 x (W2 - W1) / (1 - W2)
Asendades algse väärtuse, saame x \u003d 1 125 g.
Seega teadmised kõige lihtsamatest põhitõdedest kooli keemia aitab aednikul ehitustöödeks korralikult ette valmistada väetiselahuseid, mitmest elemendist toitainesubstraate või segusid.
Lahendus Kahe või enama komponendi homogeenset segu nimetatakse.
Aineid, mis segatakse lahuse moodustamiseks, nimetatakse komponendid.
Lahenduse komponendid on lahustunud aine, mida võib olla rohkem kui üks ja lahusti. Näiteks suhkru vees lahuse puhul on lahustunud aineks suhkur ja lahustiks vesi.
Mõnikord võib lahusti mõistet rakendada võrdselt mis tahes komponendi suhtes. Näiteks kehtib see nende lahuste kohta, mis saadakse kahe või enama üksteises ideaalselt lahustuva vedeliku segamisel. Nii et eriti alkoholist ja veest koosnevas lahuses võib nii alkoholi kui ka vett nimetada lahustiks. Kuid vett sisaldavate lahuste puhul on traditsiooniliselt tavaks nimetada vett lahustiks ja teist komponenti lahustunud aineks.
Lahuse koostise kvantitatiivse tunnusena kasutatakse sellist mõistet kõige sagedamini kui massiosa ained lahuses. Aine massiosa on selle aine massi ja selle lahuse massi suhe, milles see sisaldub:
kus ω (in-va) - lahuses sisalduva aine massiosa (g), m(v-va) - lahuses sisalduva aine mass (g), m (p-ra) - lahuse mass (g).
Valemist (1) järeldub, et massiosa väärtus võib olla vahemikus 0 kuni 1, see tähendab, et see on ühiku murdosa. Sellega seoses saab massiosa väljendada ka protsentides (%) ja just sellises vormingus esineb see peaaegu kõigis ülesannetes. Protsentides väljendatud massifraktsioon arvutatakse valemiga (1) sarnase valemiga, ainsa erinevusega, et lahustunud aine massi ja kogu lahuse massi suhe korrutatakse 100% -ga:
Ainult kahest komponendist koosneva lahuse puhul saab vastavalt arvutada lahustunud aine massifraktsiooni ω(r.v.) ja lahusti massifraktsiooni ω(lahusti).
Samuti nimetatakse lahustunud aine massiosa lahuse kontsentratsioon.
Kahekomponendilise lahuse puhul on selle mass lahustunud aine ja lahusti masside summa:
Ka kahekomponentse lahuse puhul on lahustunud aine ja lahusti massifraktsioonide summa alati 100%.
Ilmselgelt peaks lisaks eelpool kirjutatud valemitele teadma ka kõiki neid valemeid, mis neist otseselt matemaatiliselt tuletatud. Näiteks:
Samuti on vaja meeles pidada valemit, mis seostab aine massi, mahtu ja tihedust:
m = ρ∙V
ja peate ka teadma, et vee tihedus on 1 g / ml. Sel põhjusel on vee maht milliliitrites arvuliselt võrdne vee massiga grammides. Näiteks 10 ml vee mass on 10 g, 200 ml - 200 g jne.
Ülesannete edukaks lahendamiseks on lisaks ülaltoodud valemite tundmisele äärmiselt oluline viia nende rakendamise oskused automaatsuseni. Seda on võimalik saavutada vaid suure hulga erinevate ülesannete lahendamisega. Tõeliste KASUTAMISE eksamite ülesandeid teemal "Arvutused lahuses oleva aine massiosa" abil saab lahendada.
Lahenduste ülesannete näited
Näide 1
Arvutage kaaliumnitraadi massiosa lahuses, mis saadakse 5 g soola ja 20 g vee segamisel.
Lahendus:
Meie puhul on lahustunud aineks kaaliumnitraat ja lahustiks vesi. Seetõttu saab valemeid (2) ja (3) kirjutada vastavalt järgmiselt:
Tingimusest m (KNO 3) \u003d 5 g ja m (H 2 O) \u003d 20 g, seega:
Näide 2
Millise massi vett tuleb lisada 20 g glükoosile, et saada 10% glükoosilahus.
Lahendus:
Probleemi tingimustest järeldub, et lahustunud aineks on glükoos ja lahustiks vesi. Siis saab valemi (4) meie puhul kirjutada järgmiselt:
Tingimusest saame teada glükoosi massiosa (kontsentratsiooni) ja glükoosi enda massi. Tähistades vee massi x g, saame ülaltoodud valemi põhjal kirjutada järgmise ekvivalentvõrrandi:
Selle võrrandi lahendamisel leiame x:
need. m (H 2 O) \u003d x g \u003d 180 g
Vastus: m (H 2 O) \u003d 180 g
Näide 3
150 g 15% naatriumkloriidi lahust segati 100 g sama soola 20% lahusega. Kui suur on soola massiosa saadud lahuses? Sisestage oma vastus lähima täisarvuni.
Lahendus:
Lahenduste koostamise probleemide lahendamiseks on mugav kasutada järgmist tabelit:
kus m r.v. , m r-ra ja ω r.v. on vastavalt lahustunud aine massi, lahuse massi ja lahustunud aine massiosa väärtused, mis on iga lahuse puhul individuaalsed.
Tingimusest teame, et:
m (1) lahus = 150 g,
ω (1) r.v. = 15%,
m (2) lahus = 100 g,
ω (1) r.v. = 20%
Sisestades kõik need väärtused tabelisse, saame:
Peaksime meeles pidama järgmisi arvutuste tegemiseks vajalikke valemeid:
ω r.v. = 100% ∙ m r.v. /m lahus, m r.v. = m r-ra ∙ ω r.v. / 100% , m lahus = 100% ∙ m r.v. /ω r.v.
Alustame tabeli täitmist.
Kui reas või veerus on puudu ainult üks väärtus, saab selle üles lugeda. Erandiks on joon ω r.v., teades selle kahe lahtri väärtusi, ei saa kolmanda lahtri väärtust arvutada.
Esimeses veerus puudub väärtus ainult ühes lahtris. Nii et saame arvutada:
m (1) r.v. = m (1) r-ra ∙ ω (1) r.v. /100% = 150 g ∙ 15%/100% = 22,5 g
Samamoodi teame teise veeru kahes lahtris olevaid väärtusi, mis tähendab:
m (2) r.v. = m (2) r-ra ∙ ω (2) r.v. /100% = 100 g ∙ 20%/100% = 20 g
Sisestame arvutatud väärtused tabelisse:
Nüüd on meil esimesel real kaks väärtust ja teisel real kaks väärtust. Nii saame arvutada puuduvad väärtused (m (3) r.v. ja 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) lahus = m (1) lahus + m (2) lahus = 150 g + 100 g = 250 g.
Sisestame arvutatud väärtused tabelisse, saame:
Nüüd oleme jõudnud soovitud väärtuse ω (3) r.v arvutamise lähedale. . Veerus, kus see asub, on teada ülejäänud kahe lahtri sisu, nii et saame selle arvutada:
ω (3)r.v. = 100% ∙ m (3) r.v. / m (3) lahus = 100% ∙ 42,5 g / 250 g = 17%
Näide 4
200 g 15% naatriumkloriidi lahusele lisati 50 ml vett. Kui suur on soola massiosa saadud lahuses. Esitage oma vastus sajandiku täpsusega _______%
Lahendus:
Kõigepealt tuleks tähelepanu pöörata sellele, et lisatud vee massi asemel antakse meile selle maht. Arvutame selle massi, teades, et vee tihedus on 1 g / ml:
m ext. (H2O) = V väline (H 2 O) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 g/ml = 50 g
Kui vaadelda vett 0% naatriumkloriidi lahusena, mis sisaldab vastavalt 0 g naatriumkloriidi, saab probleemi lahendada ülaltoodud näitega sama tabeli abil. Joonistame sellise tabeli ja sisestame sellesse meile teadaolevad väärtused:
Esimeses veerus on teada kaks väärtust, nii et saame arvutada kolmanda:
m (1) r.v. = m (1)r-ra ∙ ω (1)r.v. /100% = 200 g ∙ 15%/100% = 30 g,
Teisel real on teada ka kaks väärtust, nii et saame arvutada kolmanda:
m (3) lahus = m (1) lahus + m (2) lahus = 200 g + 50 g = 250 g,
Sisestage arvutatud väärtused vastavatesse lahtritesse:
Nüüd on selgunud kaks väärtust esimesel real, mis tähendab, et saame arvutada m (3) r.v väärtuse. kolmandas lahtris:
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%.
1. Täida lausetes olevad lüngad.
a) Matemaatikas on osakaal osa ja terviku suhe. Elemendi massiosa arvutamiseks korrutage selle suhteline aatommass valemis antud elemendi aatomite arvuga ja jagage aine suhtelise molekulmassiga.
b) Kõigi aine moodustavate elementide massiosade summa on 1 või 100%.
2. Kirjutage üles matemaatilised valemid elementide massiosade leidmiseks, kui:
a) aine valem on P 2 O 5, M r \u003d 2 * 31 + 5 * 16 \u003d 142
w(P) = 2*31/132 *100% = 44%
w(O) = 5*16/142*100% = 56% või w(O) = 100-44=56.
b) aine valem - A x B y
w(A) = Ar(A)*x/Mr(AxBy) * 100%
w(B) = Ar(B)*y / Mr(AxBy) *100%
3. Arvutage elementide massiosad:
a) metaanis (CH4)
b) naatriumkarbonaadis (Na 2 CO 3)
4. Võrrelge näidatud elementide massiosasid ainetes ja pange märk<, >või =:
5. Räni ja vesiniku kombinatsioonis on räni massiosa 87,5%, vesinik 12,5%. Aine suhteline molekulmass on 32. Määrake selle ühendi valem.
6. Ühendis sisalduvate elementide massiosad on näidatud diagrammil:
Määrake selle aine valem, kui on teada, et selle suhteline molekulmass on 100.
7. Etüleen on looduslik puuviljade valmimise stimulaator: selle kogunemine viljadesse kiirendab nende valmimist. Mida varem algab etüleeni kogunemine, seda varem valmivad viljad. Seetõttu kasutatakse etüleeni viljade valmimise kunstlikuks kiirendamiseks. Tuletage etüleeni valem, kui on teada, et süsiniku massiosa on 85,7%, vesiniku massiosa on -14,3%. Selle aine suhteline molekulmass on 28.
8. Tuletage aine keemiline valem, kui see on teada
a) w(Ca) = 36%, w(Cl) = 64%
b) w(Na) 29,1%, w(S) = 40,5%, w(O) = 30,4%.
9. Lapis on antimikroobsete omadustega. Varem kasutati seda tüügaste kauteriseerimiseks. Väikestes kontsentratsioonides toimib see põletikuvastase ja kokkutõmbava ainena, kuid võib põhjustada põletusi. Tuletage lapise valem, kui on teada, et see sisaldab 63,53% hõbedat, 8,24% lämmastikku, 28,23% hapnikku.
Teades keemilist valemit, saate arvutada keemiliste elementide massiosa aines. element ainetes on tähistatud kreeka keeles. täht "omega" - ω E / V ja arvutatakse järgmise valemiga:
kus k on selle elemendi aatomite arv molekulis.
Kui suur on vesiniku ja hapniku massiosa vees (H 2 O)?
Lahendus:
Mr (H2O) \u003d 2 * Ar (H) + 1 * Ar (O) = 2 * 1 + 1 * 16 = 18
2) Arvutage vesiniku massiosa vees:
3) Arvutage hapniku massiosa vees. Kuna vee koostis sisaldab ainult kahe keemilise elemendi aatomeid, on hapniku massiosa võrdne:
Riis. 1. Ülesande 1 lahenduse sõnastamine
Arvutage elementide massiosa aines H 3 PO 4.
1) Arvutage aine suhteline molekulmass:
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) Arvutame vesiniku massiosa aines:
3) Arvutage fosfori massiosa aines:
4) Arvutage hapniku massiosa aines:
1. Ülesannete ja harjutuste kogumik keemias: 8. klass: õpikule P.A. Oržekovski ja teised. "Keemia, 8. klass" / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.
2. Ušakova O.V. Keemia töövihik: 8. klass: õpiku juurde P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (lk 34-36)
3. Keemia: 8. klass: õpik. kindrali jaoks institutsioonid / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§15)
4. Entsüklopeedia lastele. Köide 17. Keemia / Peatükk. toimetanud V.A. Volodin, juhtiv. teaduslik toim. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.
1. Digitaalsete õpperessursside ühtne kogu ().
2. Ajakirja "Keemia ja elu" elektrooniline versioon ().
4. Videotund teemal "Keemilise elemendi massiosa aines" ().
Kodutöö
1. lk.78 nr 2õpikust "Keemia: 8. klass" (P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).
2. Koos. 34-36 №№ 3.5 keemia töövihikust: 8. klass: õpikule P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.