Fracția de masă a elementului ω (E)% este raportul dintre masa unui element dat m (E) dintr-o moleculă luată a unei substanțe și greutatea moleculară a acestei substanțe Mr (in-va).
Fracția de masă a unui element este exprimată în fracții de unitate sau ca procent:
ω (E) \u003d m (E) / Domnul (in-va) (1)
ω% (E) \u003d m (E) 100% / Mr (in-va)
Suma fracțiilor de masă ale tuturor elementelor unei substanțe este egală cu 1 sau 100%.
De regulă, pentru a calcula fracția de masă a unui element, se ia o porțiune dintr-o substanță egală cu masa molară a substanței, apoi masa unui element dat din această porțiune este egală cu masa sa molară înmulțită cu numărul de atomi ai unui element dat dintr-o moleculă.
Deci, pentru o substanță A x B y în fracții de unitate:
ω (A) \u003d Ar (E) X / Mr (in-va) (2)
Din proporția (2) derivăm formula de calcul pentru determinarea indicilor (x, y) în formula chimica substanțe, dacă se cunosc fracțiile de masă ale ambelor elemente și masa molară a substanței:
X \u003d ω% (A) Mr (in-va) / Ar (E) 100% (3)
Împărțirea ω% (A) la ω% (B), adică. formula de transformare (2), obtinem:
ω(A) / ω(B) = X Ar(A) / Y Ar(B) (4)
Formula de calcul (4) poate fi transformată după cum urmează:
X: Y \u003d ω% (A) / Ar (A) : ω% (B) / Ar (B) \u003d X (A) : Y (B) (5)
Formulele de calcul (3) și (5) sunt utilizate pentru a determina formula substanței.
Dacă se cunosc numărul de atomi dintr-o moleculă a unei substanțe pentru unul dintre elemente și fracția sa de masă, se poate determina masa molară a substanței:
Mr(in-va) \u003d Ar (E) X / W (A)
Exemple de rezolvare a problemelor pentru calcularea fracțiilor de masă ale elementelor chimice dintr-o substanță complexă
Calculul fracțiilor de masă elemente chimiceîn substanță complexă
Exemplul 1. Determinați fracțiile de masă ale elementelor chimice în acid sulfuric H 2 SO 4 și exprimați-le în procente.
Soluţie
1. Calculați relativul greutate moleculară acid sulfuric:
Domnul (H 2 SO 4) \u003d 1 2 + 32 + 16 4 \u003d 98
2. Calculăm fracțiile de masă ale elementelor.
Pentru a face acest lucru, valoarea numerică a masei elementului (ținând cont de indice) este împărțită la masa molară a substanței:
Luând în considerare acest lucru și notând fracția de masă a elementului cu litera ω, calculele fracțiilor de masă se efectuează după cum urmează:
ω(H) = 2: 98 = 0,0204, sau 2,04%;
ω(S) = 32: 98 = 0,3265, sau 32,65%;
ω(O) \u003d 64: 98 \u003d 0,6531 sau 65,31%
Exemplul 2. Determinați fracțiile de masă ale elementelor chimice în oxid de aluminiu Al 2 O 3 și exprimați-le în procente.
Soluţie
1. Calculați greutatea moleculară relativă a oxidului de aluminiu:
Mr(Al 2 O 3) \u003d 27 2 + 16 3 \u003d 102
2. Calculăm fracțiile de masă ale elementelor:
ω(Al) = 54: 102 = 0,53 = 53%
ω(O) = 48: 102 = 0,47 = 47%
Cum se calculează fracția de masă a unei substanțe într-un hidrat cristalin
Fracția de masă a unei substanțe este raportul dintre masa unei substanțe date din sistem și masa întregului sistem, adică. ω(X) = m(X) / m,
unde ω(X) - fracția de masă a substanței X,
m(X) - masa substanței X,
m - masa întregului sistem
Fracția de masă este o mărime adimensională. Se exprimă ca fracție de unitate sau ca procent.
Exemplul 1. Se determină fracția de masă a apei de cristalizare în clorură de bariu dihidrat BaCl 2 2H 2 O.
Soluţie
Masă molară BaCl22H2O este:
M (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 137 + 2 35,5 + 2 18 \u003d 244 g / mol
Din formula BaCl 2 2H 2 O rezultă că 1 mol de clorură de bariu dihidrat conţine 2 mol H 2 O. Din aceasta se poate determina masa de apă conţinută în BaCl 2 2H 2 O:
m(H2O) = 2 18 = 36 g.
Găsim fracția de masă a apei de cristalizare în clorură de bariu dihidrat BaCl 2 2H 2 O.
ω (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / m (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 36 / 244 \u003d 0,1475 \u003d 14,75%.
Exemplul 2. Argintul cântărind 5,4 g a fost izolat dintr-o probă de rocă cântărind 25 g conţinând mineralul argentit Ag2S. Determinaţi fracţia de masă a argentitului din probă.
|
|
Determinați cantitatea de substanță de argint în argentit: n(Ag) \u003d m (Ag) / M (Ag) \u003d 5,4 / 108 \u003d 0,05 mol. Din formula Ag 2 S rezultă că cantitatea de substanță argentită este jumătate din cantitatea de substanță de argint. Determinați cantitatea de substanță argentită: n (Ag 2 S) \u003d 0,5 n (Ag) \u003d 0,5 0,05 \u003d 0,025 mol Calculam masa argentitei: m (Ag 2 S) \u003d n (Ag 2 S) M (Ag2S) \u003d 0,025 248 \u003d 6,2 g. Acum determinăm fracția de masă a argentitului dintr-o probă de rocă, cântărind 25 g. ω (Ag 2 S) \u003d m (Ag 2 S) / m \u003d 6,2 / 25 \u003d 0,248 \u003d 24,8%. |
Problema 435.
Câți mililitri de acid clorhidric concentrat (p = 1,19 g/ml) conținând 38% (greutate) HCI ar trebui luați pentru a prepara 1 litru de 2n. soluţie?
Soluţie:
M (HCI) \u003d M E (HCI) \u003d 36,5 g / mol.
Calculați masa de HCl în 1 litru de 2n din soluția sa: 2 .
36,5 \u003d 72,93 g.
Calculați masa unei soluții de 38% folosind formula:
Unde
Volumul de soluție care trebuie luat pentru a prepara 1 litru de soluție 2n se calculează prin formula:
m (p-pa) = p . V,
Unde p
Răspuns: 161,28 ml.
Problema 436.
La 100 ml de H2S04 96% (în greutate) (densitate 1,84 g/ml) s-au adăugat 400 ml de apă. S-a obţinut o soluţie cu o densitate de 1,220 g/ml. Calculați concentrația echivalentă și fracția de masă a H 2 SO 4 .
Soluţie:
Masa unei soluții de 100 ml dintr-o soluție de 96% se află după formula:
m(p-pa) = p . V,
Unde p este densitatea și V este volumul soluției, obținem:
m (p-pa) = 1,84 . 100 = 184
Masa de acid sulfuric din această soluție se găsește după formula:
Unde
- fracția de masă a substanței dizolvate; m (in-va) - masa substanței dizolvate; m (r-ra) - masa soluției.
Calculați masa soluției obținute prin amestecarea a 100 ml dintr-o soluție 96% cu 400 ml apă, obținem:
m" (p-pa) = (100 + 400) . 1,220 = 610 g
Să determinăm masa molară a echivalentului de H2SO)4 din raportul:
M E (B) - masa molară a echivalentului acid, g / mol; M(B) este masa molară a acidului; Z(B) - număr echivalent; Z (acizi) este egal cu numărul de ioni H +, H2SO4 (((((2.
Apoi găsim concentrația echivalentă a soluției prin formula:
Unde
m (B) este masa substanței dizolvate, M E (V) este masa molară a echivalentului substanței dizolvate, V este volumul soluției (în l sau ml).
Calculați fracția de masă a soluției rezultate:
Răspuns: 7,2n; 28,96%.
m(p-pa) = p . V,
Unde p este densitatea și V este volumul soluției, obținem:
m (p-pa) = 1,18 . 1000 = 1180
Calculați masa acidului clorhidric în soluție folosind formula:
Unde
- fracția de masă a substanței dizolvate; m (in-va) - masa substanței dizolvate; m (r-ra) - masa soluției.
Să determinăm masa molară a echivalentului de HCl din raportul:
M E (B) - masa molară a echivalentului acid, g / mol; M(B) este masa molară a acidului; Z(B) - număr echivalent; Z (acizi) este egal cu numărul de ioni H +, H 2 SO 4 → 2.
Răspuns: 11.8n.
Problema 438.
Care este volumul de 10% (în masă) acid sulfuric ( p\u003d 1,07 g / ml) va fi necesar pentru a neutraliza o soluție care conține 16,0 g de NaOH?
Soluţie:
Ecuația de reacție pentru neutralizarea unei soluții de NaOH cu o soluție de H 2 SO 4 are forma:
H2SO4 + 2NaOH ↔ Na2SO4 + 2H2O
Din ecuația reacției rezultă că 0,5 moli de NaOH sunt cheltuiți pentru a neutraliza 1 mol de NaOH, ceea ce înseamnă că masa echivalentă de acid sulfuric în această reacție este de 49 g / mol (M / 2 \u003d 98/2 \u003d 49) .
Acum calculăm masa de acid sulfuric necesară pentru a neutraliza 16 g de NaOH din proporția:
Masa unei soluții care conține 19,6 g de H 2 SO 4 se calculează prin formula:
Unde
- fracția de masă a substanței dizolvate; m (in-va) - masa substanței dizolvate; m (r-ra) - masa soluției.
Volumul soluției se calculează cu formula:
m (p-pa) = p . V,
unde este densitatea și V este volumul soluției, obținem:
Răspuns: 183,18 ml.
A) Arderea magneziului rece Topirea gheții C) Nisipul de râu care se depune în apă
D) Amestecarea sulfului cu pulberile de fier E) Fierberea apei
2. Masa molară a fierului este
A) 26 g/mol rece 56 g/mol C) 52 g/mol D) 112 g/mol E) 56
3. În formula 2Na2S, numărul de atomi de sodiu și de sulf este egal
A) 1 și 2 rece 4 și 1 C) 2 și 4 D) 4 și 2 E) 2 și 1
4. Formula oxidului de Mn(VII).
1. MnO2 rece Mn2O7 C) Mn2O3 D) MnO3 E) MnO
5. În schema de reacție P+O2 ? P2O5 trebuie să pună coeficienții
A) 4, 5, 2 rece 2, 1, 1 C) 2, 5, 2 D 5, 4, 2 E) 2, 4, 5
6. Ecuația reacției de substituție este -
A) 4Na + O2 = 2 Na2O rece CaCO3 = CaO +CO2? C) Zn + CuS = ZnS + Cu
D) 2Mg + O2 = 2MgO E) 2H2 + O2 > 2H2O
7. Un cui de fier scufundat într-o soluție de clorură de cupru (II) este acoperit cu un strat roșu de cupru. Acesta este un exemplu de reacție:
A) Schimb rece Descompunere C) Înlocuire D) Conexiune E) Nu există o astfel de reacție
8. Simbol pentru elementul chimic mangan
A) ?e cool Mg C) O D) Mn E) Dl
9. În expresie se face referire la elementul chimic, și nu la simpla substanță azot
A) Azotul este parte integrantă aer rece Acidul azotic HNO3 conține azot
C) Formula de azot N2 D) Azotul lichid este uneori folosit pentru congelarea alimentelor
E) Azot gaz inert
10. Aluminiul nu are o proprietate fizică
A) Conductivitate electrică rece Conductivitate termică C) Culoare alb argintiu
D) Capacitatea de a fi magnetizat E) Gaz în condiții normale
11. Un semn care vă permite să numiți ruginirea unui cui reactie chimica- acest:
A) Degajare de căldură rece Degajare de gaz C) Decolorare
D) Miros E) Precipitaţii
12. Sulfura de fier este o substanță complexă, nu un amestec deoarece
A) Poate fi separat de un magnet în fier și sulf
rece Poate fi separat prin distilare în fier și sulf
C) Constă din atomi ai unui element chimic diferit și nu poate fi separat prin metode fizice în fier și sulf
D) Este insolubil în apă E) un gaz în condiții normale
13. 3.01 * 10 23 de atomi de fier alcătuiesc
A) 2 mol rece 3 mol C) 1 mol D) 0,5 mol E) 1,5 mol
14. 69 g de sodiu este
A) 3 mol rece 1 mol C) 6,3 mol D) 1,5 mol E) 0,5 mol
15. Filtrarea poate separa amestecul:
A) așchii de cupru și fier rece zahăr și apă C) cretă și apă
D) apă și acid acetic E) apă și benzină
16. Interacțiunea magneziului cu oxigenul se referă la reacțiile:
A) descompunere cu schimb rece C) compus D) substituție E) nu există o astfel de reacție
17. K fenomene chimice raporta:
A) măcinarea marmurei evaporarea apei rece C) topirea gheții D) topirea cuprului E) arderea cărbunelui
19. Care este valența aluminiului?
A) 1 rece 2 C) 3 D) 4 E) 5
20. Unități de măsură ale masei molare:
A) grame rece gram/mol C) mol D) melogramă E) fără unitate de măsură
21. Masa molară a NaHCO3 este:
A) 156 rece 156 g/mol C) 84 g/mol D) 84 E) 84 L
22. Indicați reacția de descompunere:
A) 2H2 + O2 > 2 H2O rece 2Na + 2H2O > 2NaOH + H2
C) C + O2 > CO2 D) 2NH3 > N2 + 3H2
E) AgNO3 + HCl > AgCl + HNO3
23. Fracția de masă a oxigenului din acidul sulfuric H2SO4 este aproximativ:
A) 16% rece 33% C) 65% D) 2% E) 17%
25. În care dintre aceste rânduri se află doar metale?
A) K, Zn, Fe rece Si, Ca, Bi C) Al, C, Cr D) W, Os, B E) P, Au, Pb
26. Fracția de masă a sulfului în SO2 este:
A) 32% rece 64% C) 50% D) 80% E) 12%
27. Masa de sulfură de zinc formată prin încălzirea a 10 g de sulf cu zinc este:
A) 12 g rece 30,31 g C) 25,6 g D) 10,5 g E) 32,4 g
28. Simbol pentru elementul chimic cripton
A) Ca rece Kr C) K D) Cd E) C
29. Substanţa este
A) Aer B) cupru C) Oglindă D) Granit E) lapte
30. Listate proprietăți fizice de prisos
A) Densitatea de ardere la rece C) Conductibilitatea termică
D) Punctul de fierbere E) Punctul de topire