Формула массовой доли

Есть 2 вида задач на массовую долю:

• массовая доля элемента в соединении;
• массовая доля вещества а растворе

• Общая формула массовой доли :
• 
•  
  1. Задачи на массовую долю элемента в соединении:
   
• 
• Для нахождения ω нам нужно найти массу углерода, массу водорода и, конечно, массу всей молекулы.
   
• Масса углерода, входящего в состав данного углеводорода (гексена) будет складываться из суммы атомных масс 6 атомов углерода:
• m(C) = 6Ar(C) = 6• 12 = 72 гмоль
• Масса водорода будет складываться из суммы атомных масс 12 атомов водорода:
• m(H) = 12Ar(H) = 12• 1 = 12 гмоль
• Молярная масса всего вещества будет равна: Mr(C6H12)=72+12 = 84 гмоль
• ω (H) = m(H) m(C6H12)
• ω (H) =1284 = 0,14   14%
• ω (C) = m(C) m(C6H12)
• ω (C) =7284 = 0,86   86%
• _______________________________________________________________________________________________________________________________
• 
• Это обратная задача на массовую долю — по количеству каждого элемента нужно определить формулу вещества.
• Общая формула оксида железа — FexOy.
• Для определения формулы нам нужно найти соотношения х к y. Естественно, это должны быть целые числа

 

• Масса железа будет вычисляться по формуле: m(Fe) = m(вещества)• ω(Fe);
• масса кислорода — точно так же: m(О) = m(вещества)• ω(О)

1. Чтобы найти количество атомов каждого элемента, нужно их массы разделить на атомные массы ( m(вещества) сократится):
2. Первый вариант:
3. 

x : y = 1 : 1, т.е. формула оксида железа будет FeO

• Второй вариант:  
• x : y = 1 : 1,5 = 2:3 оксид — Fe2O3
• Третий вариант: 
• x : y = 1,29 : 1,725 = 3:4 оксид — Fe3O4
• _______________________________________________________________________________________________________________________________
• 
• Итак, у нас соединение состава MeClх
• по формуле массовой доли:  ω(Cl) = m(Cl) m(MeClх)
• m(Cl) = Ar(Cl)•x
• m(MeClх) = Ar(Me) + Ar(Cl)•x

0.747 = 35.5 • x (Ar(Me) + 35.5 • x)

Ar(Me)  =  12x

если х=1, то Ar(Me)  =  12 — такого металла нет, если если х=2, то Ar(Me)  =  24.

По таблице Менделеева  Ar 24 соответствует Mg. Наше вещество — MgCl2.

 

• задание  ГИА (ОГЭ) по химии — А15

 
 

Обсуждение: «Задачи на массовую долю»

(Правила комментирования)

Источник: https://distant-lessons.ru/massovaya-dolya.html

Массовая доля элемента в соединении: как её узнать

Химическая формула соединения рассказывает нам не только о том, из каких элементов состоит вещества, но и о соотношении элементов в веществе.

Давайте, например, посмотрим на серную кислоту Н2SO4 и сернистую кислоту H2SO3. Это два разных вещества, хотя оба состоят из водорода Н, серы S и кислорода О.

Но из-за того, что соотношения элементов в них разное (в серной кислоте 4 атома кислорода, а в сернистой – 3), свойства у них тоже разные.

pixabay.com

Используя химическую формулу, можно узнать и массовую доля элемента в соединении.

Чтобы понять это сложное (на первый взгляд сложное, на самом деле оно простое) определения, представьте, что вы принесли из магазина пакет с покупками.

В нём батон хлеба, пачка масла, два эскимо и упаковка чипсов. Весит пакет 1 килограмм. Какой вклад в это вносят чипсы? Пусть чипсы весят 50 граммов. Значит, от 1 килограмма (всей массы пакета с покупками) на чипсы приходится всего 50 граммов.

Значит, можно посчитать, что чипсы — всего лишь 0,05 часть от всей массы пакета с покупками (50/1000=0,05).

• Более удобно вычислять массовую долю в процентах, поэтому можно записать простую пропорцию:
• 1 килограмм (весь пакет с покупками) – 100%
• 50 граммов (упаковка чипсов) – Х%

Отсюда Х=50 г*100%/1000 г=5%. То есть массовая доля чипсов в пакете с покупками – 5%.

Теперь перейдём от покупок в супермаркете к химическим формулам.

Пример 1

Определите массовую долю водорода и хлора в хлориде водорода.

Решение:

Формула хлорида водорода HCl. Чтобы определить массовые доли, нужно посчитать по таблице Менделеева молекулярную массу хлорида водорода. Она составляет 36,5 (1+35,5).

Из формулы мы видим, что в составе молекулы 1 атом водорода и 1 атом хлора. Обязательно обращайте на это внимание! Из примеров ниже будет видно, что это очень важно. Итак, составим пропорцию для определения массовой доли водорода:

1. 36,5 (молекулярная масса соединения) – 100%
2. 1 (атомная масса 1 атома водорода, входящего в соединение) – Х%
3. Отсюда Х=1*100/36,5=2,7%
4. Аналогично для хлора:
5. 36,5 (молекулярная масса соединения) – 100%
6. 35,5 (атомная масса 1 атома водорода, входящего в соединение) – Y%
7. Y=35,5*100/36,5=97,3%.
8. Таким образом, ответ: в хлориде водорода массовая доля водорода 2,7%, массовая доля хлора 97,3%.

Не лишним будет себя проверить, сложив все массовые доли. В сумме они должны давать 100 процентов. В нашем случае массовая доля водорода 2,7%+массовая доля хлора 97,3%=100%. Значит, мы всё сделали верно.

Пример 2

Определите массовые доли углерода и кислорода в углекислом газе.

Решение:

Формула углекислого газа СО2. Обратите внимание, что здесь 2 атома кислорода. Это очень важно!

Теперь посчитаем молекулярную массу СО2, используя периодическую таблицу. Она будет равна 44: 12 (атомная масса углерода)+2*16 (атомная масса кислорода, умноженная на 2, потому что в формуле 2 атома кислорода).

• Переходим к расчёту массовых долей с помощью пропорций.
• Для углерода:
• 44 (молекулярная масса СО2) – 100%
• 12 (атомная масса 1 атома углерода) – Х%
• Х=12*100/44=27,3%
• Для кислорода:
• 44 (молекулярная масса СО2) – 100%
• 32 (масса 2 атомов кислорода, входящих в формулу) – Y%
• Y=32*100/44=72,7%

Здесь мы взяли не 16 (атомная масса кислорода), а 32 потому, что в формуле СО2 2 атома кислорода. Помните, что выше я обращала на это внимание? Не упускайте это из виду, иначе будут ошибки.

Но ответ мы уже получили: в углекислом газе массовая доля углерода 27,3%, массовая доля кислорода 72,7%. (Проверим себя, сложив массовые доли: 27,3+72,7=100. Значит, всё верно).

Пример 3.

Этот пример от строгого репетитора по химии, который готовит к огэ по химии. Итак, найдите массовые доли алюминия и кислорода в оксиде алюминия.

Решение:

Формула оксида алюминия Al2O3. Не забудьте учесть число атомов алюминия и кислорода (как в примере выше)!

Сначала найдём молекулярную массу оксида алюминия, пользуясь таблицей Менделеева. Атомная масса алюминия 27, атомная масса кислорода 16. Молекулярная масса Al2O3 2*27+3*16 (потому что у нас 2 атома алюминия и 3 атома кислорода)=102.

1. Рассчитываем массовые доли.
2. Для алюминия:
3. 102 (молекулярная масса Al2O3) – 100%
4. 54 (масса 2 атомов алюминия, входящих в формулу) – Х%
5. Х=54*100/102=52,9%
6. Для кислорода:
7. 102 (молекулярная масса Al2O3) – 100%
8. 48 (масса 3 атомов кислорода, входящих в формулу) – Y%
9. Y=48*100/102=47,1%
10. Ответ: в оксиде алюминия массовая доля алюминия 52,9%, массовая доля кислорода 47,1% (проверка: 52,9+47,1=100).

А можно узнать формулу соединения, если известны массовые доли? И сделать это очень просто.

Пишите, пожалуйста, в х, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c56f90c18d56e00ae42d74c/5c6846464a187700aeb46c38

4.3.1. Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»

Раствором называют гомогенную смесь двух или более компонентов.

Вещества, смешением которых получен раствор, называют его компонентами.

Среди компонентов раствора различают растворенное вещество, которое может быть не одно, и растворитель. Например, в случае раствора сахара в воде сахар является растворенным веществом, а вода является растворителем.

Иногда понятие растворитель может быть применимо в равной степени к любому из компонентов. Например, это касается тех растворов, которые получены смешением двух или более жидкостей, идеально растворимых друг в друге.

Так, в частности, в растворе, состоящем из спирта и воды, растворителем может быть назван как спирт, так и вода.

Однако чаще всего в отношении водосодержащих растворов традиционно растворителем принято называть воду, а растворенным веществом — второй компонент.

В качестве количественной характеристики состава раствора чаще всего используют такое понятие, как массовая доля вещества в растворе. Массовой долей вещества называют отношение массы этого вещества к массе раствора, в котором оно содержится:

где ω(в-ва) – массовая доля вещества, содержащегося в растворе (г), m(в-ва) – масса вещества, содержащегося в растворе (г), m(р-ра) – масса раствора (г).

Из формулы (1) следует, что массовая доля может принимать значения от 0 до 1, то есть составляет доли единицы.

Массовая доля, выраженная в процентах, рассчитывается по формуле, схожей с формулой (1) с той лишь разницей, что отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора умножают на 100%:

Для раствора, состоящего только из двух компонентов, могут быть соответственно рассчитаны массовые доли растворенного вещества ω(р.в.) и массовая доля растворителя ω(растворителя).

Массовую долю растворенного вещества называют также концентрацией раствора.

Для двухкомпонентного раствора его масса складывается из масс растворенного вещества и растворителя:

Также в случае двухкомпонентного раствора сумма массовых долей растворенного вещества и растворителя всегда составляет 100%:

Очевидно, что, помимо записанных выше формул, следует знать и все те формулы, которые напрямую из них математически выводятся. Например:

Также необходимо помнить формулу, связывающую массу, объем и плотность вещества:

m = ρ∙V

а также обязательно нужно знать, что плотность воды равна 1 г/мл. По этой причине объем воды в миллилитрах численно равен массе воды в граммах. Например, 10 мл воды имеют массу 10 г, 200 мл — 200 г и т.д.

Для того чтобы успешно решать задачи, помимо знания указанных выше формул, крайне важно довести до автоматизма навыки их применения. Достичь этого можно только прорешиванием большого количества разнообразных задач. Задачи из реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»» можно порешать здесь.

Примеры задач на растворы

Пример 1

• Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном смешением 5 г соли и 20 г воды.
• Решение:
• Растворенным веществом в нашем случае является нитрат калия, а растворителем — вода. Поэтому формулы (2) и (3) могут быть записаны соответственно как:

Из условия m(KNO3) = 5 г, а m(Н2O) = 20 г, следовательно:

Пример 2

1. Какую массу воды необходимо добавить к 20 г глюкозы для получения 10%-ного раствора глюкозы.
2. Решение:
3. Из условий задачи следует, что растворенным веществом является глюкоза, а растворителем — вода.

    Тогда формула (4) может быть записана в нашем случае так:

4. Из условия мы знаем массовую долю (концентрацию) глюкозы и саму массу глюкозы.

   Обозначив массу воды как x г, мы можем записать на основе формулы выше следующее равносильное ей уравнение:

5. Решая это уравнение находим x:

т.е. m(H2O) = x г = 180 г

Ответ: m(H2O) = 180 г

Пример 3

150 г 15%-ного раствора хлорида натрия смешали со 100 г 20%-ного раствора этой же соли. Какова массовая доля соли в полученном растворе? Ответ укажите с точностью до целых.

Решение:

Для решения задач на приготовление растворов удобно использовать следующую таблицу:

где mр.в., mр-ра и ωр.в. — значения массы растворенного вещества, массы раствора и массовой доли растворенного вещества соответственно, индивидуальные для каждого из растворов.

Из условия мы знаем, что:

m(1)р-ра = 150 г,

ω(1)р.в. = 15%,

m(2)р-ра = 100 г,

ω(1)р.в. = 20%,

Вставим все эти значения в таблицу, получим:

150 г	100 г
15%	20%	искомая величина

Нам следует вспомнить следующие формулы, необходимые для расчетов:

ωр.в. = 100% ∙ mр.в./mр-ра , mр.в. = mр-ра ∙ ωр.в./100% , mр-ра = 100% ∙ mр.в. /ωр.в.

Начинаем заполнять таблицу.

Если в строчке или столбце отсутствует только одно значение, то его можно посчитать. Исключение — строчка с ωр.в., зная значения в двух ее ячейках, значение в третьей рассчитать нельзя.

В первом столбце отсутствует значение только в одной ячейке. Значит мы можем  рассчитать его:

m(1)р.в. = m(1)р-ра ∙ ω(1)р.в. /100% = 150 г ∙ 15%/100% = 22,5 г

Аналогично у нас известны значения в двух ячейках второго столбца, значит:

m(2)р.в. = m(2)р-ра ∙ ω(2)р.в. /100% = 100 г ∙ 20%/100% = 20 г

Внесем рассчитанные значения в таблицу:

22,5 г	20 г
150 г	100 г
15%	20%	искомая величина

Теперь у нас стали известны два значения в первой строке и два значения во второй строке. Значит мы можем рассчитать недостающие значения (m(3)р.в. и m(3)р-ра):

m(3)р.в. = m(1)р.в. + m(2)р.в. = 22,5 г + 20 г = 42,5 г

m(3)р-ра = m(1)р-ра + m(2)р-ра = 150 г + 100 г = 250 г.

Внесем рассчитанные значения в таблицу, получим:

22,5 г	20 г	42,5 г
150 г	100 г	250 г
15%	20%	искомая величина

Вот теперь мы вплотную подобрались к расчету искомой величины ω(3)р.в.. В столбце, где она расположена, известно содержимое двух других ячеек, значит мы можем ее рассчитать:

ω(3)р.в. = 100% ∙ m(3)р.в./m(3)р-ра = 100% ∙ 42,5 г/250 г = 17%

Пример 4

К 200 г 15%-ного раствора хлорида натрия добавили 50 мл воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе. Ответ укажите с точностью до сотых _______%

Решение:

Прежде всего следует обратить внимание на то, что вместо массы добавленной воды, нам дан ее объем. Рассчитаем ее массу, зная, что плотность воды равна 1 г/мл:

mдоб.(H2O) = Vдоб.(H2O) ∙ ρ(H2O) = 50 мл ∙ 1 г/мл = 50 г

Если рассматривать воду как 0%-ный раствор хлорида натрия, содержащий соответственно 0 г хлорида натрия, задачу можно решить с помощью такой же таблицы, как в примере выше. Начертим такую таблицу и вставим известные нам значения в нее:

0 г
200 г	50 г
15%	0%	искомая величина

В первом столбце известны два значения, значит можем посчитать третье:

m(1)р.в. = m(1)р-ра ∙ ω(1)р.в./100% = 200 г ∙ 15%/100% = 30 г,

• Во второй строчке тоже известны два значения, значит можем рассчитать третье:
• m(3)р-ра = m(1)р-ра + m(2)р-ра = 200 г + 50 г = 250 г,
• Внесем рассчитанные значения в соответствующие ячейки:

30 г	0 г
200 г	50 г	250 г
15%	0%	искомая величина

Теперь стали известны два значения в первой строке, значит можем посчитать значение m(3)р.в. в третьей ячейке:

m(3)р.в. = m(1)р.в. + m(2)р.в. = 30 г + 0 г = 30 г

30 г	0 г	30 г
200 г	50 г	250 г
15%	0%	искомая величина

Теперь можем рассчитать массовую долю в третьем растворе:

ω(3)р.в. = 30/250 ∙ 100% = 12%.

Источник: https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/massovaja-dolja-veshhestva-v-rastvore

Массовая доля химического вещества онлайн

Формула химического вещества

Молярная масса вещества (Грамм/Моль)

Процентное содержание элементов в заданном веществе

Массовое содержание элементов в веществе

Что же такое массовая доля?  Например, массовая доля химического элемента — это отношении массы элемента к массе всего вещества. Массовая доля  может выражаться как в процентах, так и долях.

• Где же может применятся массовая доля?  
• Вот одни из направлений:
• — определение элементарного состава сложного химического вещества
• — содержание массовых долей элементов
• — нахождение массы элемента по массе сложного вещества
• Для расчетов используется калькулятор Молярная масса вещества онлайн с расширенными данными которые можно увидеть если пользоватся XMPP запросом. 

Расчет подобных задач, что указаны выше, при примении этой страницы становятся еще проще, удобнее и точнее. Кстати про точность. В школьных учебниках почему то молярные массы элементов округлены до целых значений, что для решения школьных задач это вполне пригодится, хотя на самом деле молярные массы каждого химического элемента периодически предаются корректировке.

Наш калькулятор не стремится показать высокую точность (выше 5-ти знаков после запятой),  хотя в этом нет ничего сложного. В большинстве своем, те атомные массы элементов, которые используют калькулятор, достаточны для решения поставленных задач на определение массовых долей элементов

Но для тех  педантов ? , которым важна точность, хотелось бы порекомендовать ссылку Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements в которой отображены все химические элементы,  их относительные атомные массы, а также массы всех изотопов каждого из элемента.

На начало осени 2017 года, я добавил еще один калькульятор Мольные доли вещества и количество атомов, который поможет решать задачи на массу чистого вещества в сложном веществе, количество моль в веществе и в каждом элементе, а также количество атомов/молекул в веществе.

Примеры

Вычислит массовую долю элементов в меди сульфате CuSO4 

Запрос очень простой, просто пишем  формулу  и получаем результат который и будет нашим ответом

Формула химического вещества

Молярная масса вещества (Грамм/Моль)

159.6036

Процентное содержание элементов в заданном веществе

Cu = 39.8149 %  O = 40.0978 % S = 20.0873 %

Массовое содержание элементов в веществе

Cu = 63.546 грамм/моль  O = 63.9976 грамм/моль S = 32.06 грамм/моль

Как уже сказано  в школьных учебниках идет достаточно угрубленные значения, поэтому не удивляйтесь если в ответах бумажных книг Вы увидите Cu = 40% ,O = 40%, S = 20%. Это скажем так «побочные эффекты»  упрощения школьного материала, для учеников. Для реальных задач наш ответ (ответ бота)  естественно более точен.

1. Если речь шла о том , что бы выразить в долях а не процентах, то делим проценты каждого из элементов на 100 и получаем ответ в долях.
2. Сколько натрия  содержится в 10 тоннах криолина Na3[AlF6]?
3. Введем формулу криолина и получим следующие данные

Формула химического вещества

Молярная масса вещества (Грамм/Моль)

209.94125

Процентное содержание элементов в заданном веществе

Na = 32.8517 %  Al = 12.8519 % F = 54.2963 %

Массовое содержание элементов в веществе

Na = 68.96931 грамм/моль  Al = 26.98154 грамм/моль F = 113.9904 грамм/моль

• Из полученных данных мы видим, что в 209,9412 количестве вещества  содержится  68,96931 количества натрия.
• В граммах ли мы будем это измерять, в килограммах или тоннах для соотношения это ничего не меняется.
• Теперь осталось построить другое соответствие  где у нас есть 10 тон исходного вещества и неизвестное количество натрия

Это получилась типичная пропорция. Можно конечно воспользоваться ботом Расчет пропорций и соотношений но данная пропорция настолько проста, что сделаем это ручками.

209,9412 относится к 10(тоннам) как 68,96391 к неизвестному числу.

Таким образом количество натрия (в тоннах)  в криолине составит 68.96391*10/209.9412=3.2849154906231 тонны натрия.

1. Опять же  для школы иногда придется округлять до целого числа массовое содержание элементов в веществе, но ответ фактически не сильно отличается от предыдущего
2. 69*10/210=3.285714
3. Точность до сотых долей совпадает.
4. Вычислить сколько кислорода содержится в 50 тоннах фосфата кальция Ca3(PO4)2 ?
5. Массовые доли заданного вещества следующие

Формула химического вещества

Молярная масса вещества (Грамм/Моль)

310.18272

Процентное содержание элементов в заданном веществе

Ca = 38.7642 %  O = 41.2645 % P = 19.9713 %

Массовое содержание элементов в веществе

Ca = 120.24 грамм/моль  O = 127.9952 грамм/моль P = 61.94752 грамм/моль

Та же самая пропорция  что и в предыдущей задаче 310.18272 относится к 50 (тоннам) так же как и 127.9952 к неизвестной величине

ответ 20,63 тонны кислорода находится в заданной массе вещества.

Если же мы добавим к формуле служебный символ восклицательный знак, говорящий нам о том что задача школьная(используются грубые округления атомных масс до целых чисел), то ответ получим следующий:

Формула химического вещества

Молярная масса вещества (Грамм/Моль)

310

Процентное содержание элементов в заданном веществе

Ca = 39 %  O = 41 % P = 20 %

Массовое содержание элементов в веществе

Ca = 120 грамм/моль  O = 128 грамм/моль P = 62 грамм/моль

• Пропорция будет уже вот такой
• 310 относится к 50 (тоннам) так же как и 128 к неизвестной величине. И ответ
• 20,64 тонны 
• Как то так ?

Удачи в расчетах!!

Источник: https://abakbot.ru/online-8/186-mass-percent