Pecahan jisim unsur dalam sebatian. Pengiraan pecahan jisim unsur kimia mengikut formula bahan

Artikel itu membincangkan konsep seperti pecahan jisim. Kaedah untuk pengiraannya diberikan. Takrifan kuantiti yang serupa dalam bunyi, tetapi berbeza dalam makna fizikal, juga diterangkan. Ini adalah pecahan jisim untuk unsur dan keluaran.

Buaian kehidupan - penyelesaian

Air adalah sumber kehidupan di planet biru kita yang indah. Ungkapan ini boleh didapati agak kerap. Walau bagaimanapun, beberapa orang, kecuali pakar, berfikir: sebenarnya, penyelesaian bahan, dan bukan air tulen secara kimia, menjadi substrat untuk pembangunan sistem biologi pertama. Sudah tentu, dalam kesusasteraan atau program popular, pembaca telah menemui ungkapan "sup utama."

Sumber-sumber yang memberi dorongan kepada perkembangan hidupan dalam bentuk molekul organik kompleks masih diperdebatkan. Ada juga yang mencadangkan bukan hanya kebetulan yang semula jadi dan sangat bertuah, tetapi campur tangan kosmik. Lebih-lebih lagi, kita tidak bercakap tentang makhluk asing mitos sama sekali, tetapi mengenai keadaan khusus untuk penciptaan molekul ini, yang boleh wujud hanya pada permukaan badan kosmik kecil tanpa atmosfera - komet dan asteroid. Oleh itu, adalah lebih tepat untuk mengatakan bahawa penyelesaian molekul organik adalah buaian semua kehidupan.

Air sebagai bahan tulen kimia

Walaupun lautan dan laut masin yang besar, tasik dan sungai yang segar, air dalam bentuk tulen kimianya sangat jarang berlaku, terutamanya di makmal khas. Ingat bahawa dalam tradisi saintifik domestik, bahan tulen secara kimia ialah bahan yang mengandungi tidak lebih daripada sepuluh hingga kuasa keenam tolak pecahan jisim bendasing.

Mendapatkan jisim yang benar-benar bebas daripada komponen asing memerlukan kos yang luar biasa dan jarang membenarkan dirinya sendiri. Ia hanya digunakan dalam industri individu, di mana walaupun satu atom asing boleh merosakkan eksperimen. Ambil perhatian bahawa unsur semikonduktor, yang menjadi asas kepada teknologi kecil hari ini (termasuk telefon pintar dan tablet), sangat sensitif kepada kekotoran. Dalam penciptaan mereka, pelarut yang tidak tercemar sepenuhnya diperlukan. Walau bagaimanapun, berbanding dengan keseluruhan cecair planet ini, ini boleh diabaikan. Bagaimanakah air biasa yang meresap ke planet kita sangat jarang dalam bentuk tulennya? Jom terangkan di bawah.

Pelarut Ideal

Jawapan kepada soalan yang dikemukakan dalam bahagian sebelumnya adalah sangat mudah. Air mempunyai molekul polar. Ini bermakna bahawa dalam setiap zarah terkecil cecair ini, kutub positif dan negatif tidak banyak, tetapi dipisahkan. Pada masa yang sama, struktur yang timbul walaupun dalam air cecair mencipta ikatan tambahan (kononnya hidrogen). Dan secara keseluruhan ia memberikan hasil berikut. Bahan yang masuk ke dalam air (tidak kira apa casnya) ditarik oleh molekul cecair. Setiap zarah kekotoran terlarut diliputi oleh sama ada sisi negatif atau positif molekul air. Oleh itu, cecair unik ini mampu melarutkan sejumlah besar pelbagai jenis bahan.

Konsep pecahan jisim dalam larutan

Larutan yang terhasil mengandungi beberapa kekotoran, yang dipanggil "pecahan jisim". Walaupun ungkapan ini tidak sering dijumpai. Istilah lain yang biasa digunakan ialah "concentration". Pecahan jisim ditentukan oleh nisbah tertentu. Kami tidak akan memberikan ungkapan formula, ia agak mudah, kami akan menerangkan dengan lebih baik makna fizikal. Ini adalah nisbah dua jisim - kekotoran kepada larutan. Pecahan jisim ialah kuantiti tanpa dimensi. Ia dinyatakan dalam cara yang berbeza bergantung pada tugas tertentu. Iaitu, dalam pecahan unit, jika formula mengandungi hanya nisbah jisim, dan dalam peratusan - jika hasilnya didarabkan dengan 100%.

Keterlarutan

Selain H 2 O, pelarut lain juga digunakan. Di samping itu, terdapat bahan yang pada asasnya tidak menyerahkan molekulnya kepada air. Tetapi mereka mudah larut dalam petrol atau asid sulfurik panas.

Terdapat jadual khas yang menunjukkan berapa banyak bahan tertentu akan kekal dalam cecair. Penunjuk ini dipanggil keterlarutan, dan ia bergantung pada suhu. Semakin tinggi ia, semakin aktif atom atau molekul pelarut bergerak, dan semakin banyak kekotoran yang dapat diserap.

Pilihan untuk menentukan bahagian zat terlarut dalam larutan

Oleh kerana tugas ahli kimia dan teknologi, serta jurutera dan ahli fizik, boleh berbeza, bahagian bahan terlarut dalam air ditakrifkan dengan cara yang berbeza. Pecahan isipadu dikira sebagai isipadu bendasing kepada jumlah isipadu larutan. Parameter yang berbeza digunakan, tetapi prinsipnya tetap sama.

Pecahan isipadu mengekalkan ketak dimensi, dinyatakan sama ada dalam pecahan unit atau sebagai peratusan. Molariti (juga dipanggil "kepekatan isipadu molar") ialah bilangan mol zat terlarut dalam isipadu larutan tertentu. Takrifan ini sudah melibatkan dua parameter berbeza bagi satu sistem, dan dimensi kuantiti ini berbeza. Ia dinyatakan dalam tahi lalat seliter. Untuk kes, kita ingat bahawa tahi lalat ialah jumlah bahan yang mengandungi kira-kira sepuluh hingga dua puluh tiga darjah molekul atau atom.

Konsep pecahan jisim unsur

Nilai ini hanya berkaitan secara tidak langsung dengan penyelesaian. Pecahan jisim unsur berbeza daripada konsep yang dibincangkan di atas. Mana-mana sebatian kimia kompleks terdiri daripada dua atau lebih unsur. Masing-masing mempunyai berat relatifnya sendiri. Nilai ini boleh didapati dalam sistem kimia Mendeleev. Di sana ia ditunjukkan dalam nombor bukan integer, tetapi untuk tugasan anggaran nilai boleh dibundarkan. Komposisi bahan kompleks termasuk bilangan atom tertentu bagi setiap jenis. Contohnya, dalam air (H 2 O) terdapat dua atom hidrogen dan satu oksigen. Nisbah antara jisim relatif seluruh bahan dan unsur yang diberikan dalam peratus akan menjadi pecahan jisim unsur itu.

Bagi pembaca yang tidak berpengalaman, kedua-dua konsep ini mungkin kelihatan hampir. Dan selalunya mereka keliru antara satu sama lain. Pecahan jisim hasil tidak merujuk kepada penyelesaian, tetapi kepada tindak balas. Sebarang proses kimia sentiasa diteruskan dengan penerimaan produk tertentu. Hasil mereka dikira dengan formula bergantung pada bahan tindak balas dan keadaan proses. Tidak seperti pecahan jisim semata-mata, nilai ini tidak begitu mudah untuk ditentukan. Pengiraan teori mencadangkan jumlah maksimum bahan hasil tindak balas yang mungkin. Walau bagaimanapun, amalan sentiasa menghasilkan nilai yang lebih rendah sedikit. Sebab-sebab percanggahan ini terletak pada pengagihan tenaga di antara molekul yang sangat panas.

Oleh itu, akan sentiasa ada zarah "paling sejuk" yang tidak boleh memasuki tindak balas dan kekal dalam keadaan asalnya. Maksud fizikal pecahan jisim hasil ialah peratusan bahan yang sebenarnya diperoleh daripada bahan yang dikira secara teori. Formulanya sangat mudah. Jisim produk yang diperoleh secara praktikal dibahagikan dengan jisim yang dikira secara praktikal, keseluruhan ungkapan didarabkan dengan seratus peratus. Pecahan jisim hasil ditentukan oleh bilangan mol bahan tindak balas. Jangan lupa tentangnya. Hakikatnya ialah satu mol bahan ialah bilangan atom atau molekul tertentu. Mengikut undang-undang pemuliharaan jirim, dua puluh molekul air tidak boleh membuat tiga puluh molekul asid sulfurik, jadi masalah dikira dengan cara ini. Daripada bilangan tahi lalat komponen awal, jisim diperoleh, yang secara teorinya mungkin untuk hasilnya. Kemudian, mengetahui berapa banyak hasil tindak balas yang sebenarnya diperoleh, pecahan jisim hasil ditentukan menggunakan formula yang diterangkan di atas.

1. Isi tempat kosong dalam ayat.

a) Dalam matematik, "kongsi" ialah nisbah bahagian kepada keseluruhan. Untuk mengira pecahan jisim unsur, darabkan jisim atom relatifnya dengan bilangan atom unsur tertentu dalam formula dan bahagikan dengan jisim molekul relatif bahan tersebut.

b) Jumlah pecahan jisim semua unsur yang membentuk bahan itu ialah 1 atau 100%.

2. Tuliskan formula matematik untuk mencari pecahan jisim unsur jika:

a) formula bahan ialah 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% atau w(O) = 100-44=56.

b) formula bahan - A x B y
w(A) = Ar(A)*x/Mr(AxBy) * 100%
w(B) = Ar(B)*y / En(AxBy) *100%

3. Kira pecahan jisim unsur:

a) dalam metana (CH 4)

b) dalam natrium karbonat (Na 2 CO 3)

4. Bandingkan pecahan jisim unsur yang ditunjukkan dalam bahan dan letakkan tanda<, >atau = :

5. Dalam gabungan silikon dengan hidrogen, pecahan jisim silikon ialah 87.5%, hidrogen 12.5%. Berat molekul relatif bahan itu ialah 32. Tentukan formula sebatian ini.

6. Pecahan jisim unsur dalam sebatian ditunjukkan dalam rajah:

Tentukan formula bahan ini jika diketahui bahawa berat molekul relatifnya ialah 100.

7. Etilena ialah perangsang pematangan buah semulajadi: pengumpulannya dalam buah mempercepatkan pematangannya. Lebih awal pengumpulan etilena bermula, lebih awal buah-buahan masak. Oleh itu, etilena digunakan untuk mempercepatkan pematangan buah secara buatan. Terbitkan formula etilena jika diketahui bahawa pecahan jisim karbon ialah 85.7%, pecahan jisim hidrogen ialah -14.3%. Berat molekul relatif bahan ini ialah 28.

8. Terbitkan formula kimia bahan, jika diketahui bahawa

a) w(Ca) = 36%, w(Cl) = 64%

b) w(Na) 29.1%, w(S) = 40.5%, w(O) = 30.4%.

9. Lapis mempunyai sifat antimikrob. Sebelum ini, ia digunakan untuk membakar ketuat. Dalam kepekatan kecil, ia bertindak sebagai anti-radang dan astringen, tetapi boleh menyebabkan luka bakar. Terbitkan formula lapis jika diketahui ia mengandungi 63.53% perak, 8.24% nitrogen, 28.23% oksigen.

Penyelesaian Campuran homogen dua atau lebih komponen dipanggil.

Bahan yang dicampur untuk membentuk larutan dipanggil komponen.

Komponen larutan ialah bahan larut, yang mungkin lebih daripada satu, dan pelarut. Sebagai contoh, dalam kes larutan gula dalam air, gula ialah zat terlarut dan air ialah pelarut.

Kadangkala konsep pelarut boleh digunakan secara sama rata pada mana-mana komponen. Sebagai contoh, ini terpakai kepada penyelesaian yang diperoleh dengan mencampurkan dua atau lebih cecair yang idealnya larut antara satu sama lain. Jadi, khususnya, dalam larutan yang terdiri daripada alkohol dan air, kedua-dua alkohol dan air boleh dipanggil pelarut. Walau bagaimanapun, selalunya berkaitan dengan larutan yang mengandungi air, adalah kebiasaan untuk memanggil air sebagai pelarut, dan komponen kedua sebagai bahan terlarut.

Sebagai ciri kuantitatif komposisi penyelesaian, konsep sedemikian paling kerap digunakan sebagai pecahan jisim bahan dalam larutan. Pecahan jisim bahan ialah nisbah jisim bahan ini kepada jisim larutan di mana ia terkandung:

di mana ω (in-va) - pecahan jisim bahan yang terkandung dalam larutan (g), m(v-va) - jisim bahan yang terkandung dalam larutan (g), m (p-ra) - jisim larutan (g).

Daripada formula (1) ia menunjukkan bahawa pecahan jisim boleh mengambil nilai dari 0 hingga 1, iaitu, ia adalah pecahan unit. Dalam hal ini, pecahan jisim juga boleh dinyatakan sebagai peratusan (%), dan dalam format ini ia muncul dalam hampir semua masalah. Pecahan jisim, dinyatakan sebagai peratusan, dikira menggunakan formula yang serupa dengan formula (1), dengan satu-satunya perbezaan nisbah jisim zat terlarut kepada jisim keseluruhan larutan didarabkan dengan 100%:

Untuk penyelesaian yang terdiri daripada dua komponen sahaja, pecahan jisim terlarut ω(r.v.) dan pecahan jisim pelarut ω(pelarut) boleh dikira masing-masing.

Pecahan jisim zat terlarut juga dipanggil kepekatan larutan.

Untuk larutan dua komponen, jisimnya ialah jumlah jisim zat terlarut dan pelarut:

Juga dalam kes penyelesaian dua komponen, jumlah pecahan jisim zat terlarut dan pelarut sentiasa 100%:

Jelas sekali, sebagai tambahan kepada formula yang ditulis di atas, seseorang juga harus mengetahui semua formula yang secara langsung diperolehi secara matematik daripadanya. Sebagai contoh:

Ia juga perlu mengingati formula yang mengaitkan jisim, isipadu dan ketumpatan bahan:

m = ρ∙V

dan anda juga perlu tahu bahawa ketumpatan air adalah 1 g / ml. Atas sebab ini, isipadu air dalam mililiter secara berangka sama dengan jisim air dalam gram. Sebagai contoh, 10 ml air mempunyai jisim 10 g, 200 ml - 200 g, dsb.

Untuk berjaya menyelesaikan masalah, sebagai tambahan kepada mengetahui formula di atas, adalah sangat penting untuk membawa kemahiran aplikasinya kepada automatik. Ini hanya boleh dicapai dengan menyelesaikan sejumlah besar tugas yang berbeza. Tugasan daripada peperiksaan USE sebenar mengenai topik "Pengiraan menggunakan konsep" pecahan jisim bahan dalam larutan "" boleh diselesaikan.

Contoh tugas untuk penyelesaian

Contoh 1

Kira pecahan jisim kalium nitrat dalam larutan yang diperoleh dengan mencampurkan 5 g garam dan 20 g air.

Penyelesaian:

Zat terlarut dalam kes kami adalah kalium nitrat, dan pelarutnya adalah air. Oleh itu, formula (2) dan (3) boleh ditulis masing-masing sebagai:

Daripada keadaan m (KNO 3) \u003d 5 g, dan m (H 2 O) \u003d 20 g, oleh itu:

Contoh 2

Berapakah jisim air yang mesti ditambah kepada 20 g glukosa untuk mendapatkan larutan glukosa 10%.

Penyelesaian:

Ia mengikuti daripada keadaan masalah bahawa zat terlarut adalah glukosa, dan pelarut adalah air. Kemudian formula (4) boleh ditulis dalam kes kami seperti berikut:

Daripada keadaan itu, kita tahu pecahan jisim (kepekatan) glukosa dan jisim glukosa itu sendiri. Menyatakan jisim air sebagai x g, kita boleh menulis persamaan setara berikut berdasarkan formula di atas:

Menyelesaikan persamaan ini kita dapati x:

mereka. m(H 2 O) \u003d x g \u003d 180 g

Jawapan: m (H 2 O) \u003d 180 g

Contoh 3

150 g larutan natrium klorida 15% dicampur dengan 100 g larutan 20% garam yang sama. Apakah pecahan jisim garam dalam larutan yang terhasil? Berikan jawapan anda kepada integer terdekat.

Penyelesaian:

Untuk menyelesaikan masalah untuk penyediaan penyelesaian, adalah mudah untuk menggunakan jadual berikut:

di mana m r.v. , m r-ra dan ω r.v. ialah nilai jisim bahan terlarut, jisim larutan dan pecahan jisim bahan terlarut, masing-masing, individu untuk setiap larutan.

Dari syarat itu, kita tahu bahawa:

m (1) larutan = 150 g,

ω (1) r.v. = 15%,

m (2) larutan = 100 g,

ω (1) r.v. = 20%,

Memasukkan semua nilai ini ke dalam jadual, kami mendapat:

Kita harus ingat formula berikut yang diperlukan untuk pengiraan:

ω r.v. = 100% ∙ m r.v. /m penyelesaian, m r.v. = m r-ra ∙ ω r.v. / 100% , m larutan = 100% ∙ m r.v. /ω r.v.

Mari kita mula mengisi meja.

Jika hanya satu nilai yang tiada dalam satu baris atau lajur, maka ia boleh dikira. Pengecualian ialah baris dengan ω r.v., mengetahui nilai dalam dua selnya, nilai dalam yang ketiga tidak boleh dikira.

Lajur pertama tiada nilai dalam satu sel sahaja. Jadi kita boleh mengiranya:

m (1) r.v. = m (1) r-ra ∙ ω (1) r.v. /100% = 150 g ∙ 15%/100% = 22.5 g

Begitu juga, kita tahu nilai dalam dua sel lajur kedua, yang bermaksud:

m (2) r.v. = m (2) r-ra ∙ ω (2) r.v. /100% = 100 g ∙ 20%/100% = 20 g

Mari masukkan nilai yang dikira dalam jadual:

Sekarang kita mempunyai dua nilai pada baris pertama dan dua nilai pada baris kedua. Jadi kita boleh mengira nilai yang hilang (m (3) r.v. dan 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) larutan = m (1) larutan + m (2) larutan = 150 g + 100 g = 250 g.

Mari masukkan nilai yang dikira dalam jadual, kita dapat:

Sekarang kita telah hampir untuk mengira nilai yang dikehendaki ω (3) r.v. . Dalam lajur di mana ia berada, kandungan dua sel yang lain diketahui, jadi kita boleh mengiranya:

ω (3)r.v. = 100% ∙ m (3) r.v. / m (3) larutan = 100% ∙ 42.5 g / 250 g = 17%

Contoh 4

Kepada 200 g larutan natrium klorida 15% ditambah 50 ml air. Berapakah pecahan jisim garam dalam larutan yang terhasil. Berikan jawapan anda kepada _______% perseratus yang terdekat

Penyelesaian:

Pertama sekali, anda harus memberi perhatian kepada fakta bahawa bukannya jisim air tambahan, kami diberi jumlahnya. Kami mengira jisimnya, mengetahui bahawa ketumpatan air ialah 1 g / ml:

m samb. (H 2 O) = V samb. (H 2 O) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 g/ml = 50 g

Jika kita menganggap air sebagai larutan natrium klorida 0% yang masing-masing mengandungi 0 g natrium klorida, masalah itu boleh diselesaikan menggunakan jadual yang sama seperti dalam contoh di atas. Mari kita lukis jadual sedemikian dan masukkan nilai yang kita ketahui ke dalamnya:

Dalam lajur pertama, dua nilai diketahui, jadi kita boleh mengira yang ketiga:

m (1) r.v. = m (1)r-ra ∙ ω (1)r.v. /100% = 200 g ∙ 15%/100% = 30 g,

Dalam baris kedua, dua nilai juga diketahui, jadi kita boleh mengira yang ketiga:

m (3) larutan = m (1) larutan + m (2) larutan = 200 g + 50 g = 250 g,

Masukkan nilai yang dikira dalam sel yang sesuai:

Kini dua nilai dalam baris pertama telah diketahui, yang bermaksud kita boleh mengira nilai m (3) r.v. dalam sel ketiga:

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%.

Mengetahui formula kimia, anda boleh mengira pecahan jisim unsur kimia dalam bahan. unsur dalam bahan dilambangkan dengan bahasa Yunani. huruf "omega" - ω E / V dan dikira dengan formula:

di mana k ialah bilangan atom unsur ini dalam molekul.

Apakah pecahan jisim hidrogen dan oksigen dalam air (H 2 O)?

Penyelesaian:

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

2) Kira pecahan jisim hidrogen dalam air:

3) Kira pecahan jisim oksigen dalam air. Oleh kerana komposisi air termasuk atom hanya dua unsur kimia, pecahan jisim oksigen akan sama dengan:

nasi. 1. Perumusan penyelesaian masalah 1

Kira pecahan jisim unsur dalam bahan H 3 PO 4.

1) Kira berat molekul relatif bahan:

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) Kami mengira pecahan jisim hidrogen dalam bahan:

3) Kira pecahan jisim fosforus dalam bahan:

4) Kira pecahan jisim oksigen dalam bahan:

1. Pengumpulan tugas dan latihan dalam kimia: gred 8: ke buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lain-lain. "Kimia, Gred 8" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Buku kerja kimia: gred 8: ke buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lain-lain. "Kimia. Darjah 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; bawah. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (ms 34-36)

3. Kimia: darjah 8: buku teks. untuk umum institusi / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§15)

4. Ensiklopedia untuk kanak-kanak. Jilid 17. Kimia / Bab. disunting oleh V.A. Volodin, memimpin. saintifik ed. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. Satu koleksi sumber pendidikan digital ().

2. Versi elektronik jurnal "Kimia dan Kehidupan" ().

4. Video pelajaran mengenai topik "Pecahan jisim unsur kimia dalam bahan" ().

Kerja rumah

1. hlm.78 No. 2 dari buku teks "Kimia: gred ke-8" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).

2. Dengan. 34-36 №№ 3.5 daripada Buku Kerja Kimia: gred 8: kepada buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lain-lain. "Kimia. Darjah 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; bawah. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.