Массовая доля элемента ω(Э) % - это отношение массы данного элемента m (Э) во взятой молекуле вещества к молекулярной массе этого вещества Mr (в-ва).
Массовую долю элемента выражают в долях от единицы или в процентах:
ω(Э) = m (Э) / Мr(в-ва) (1)
ω% (Э) = m(Э) · 100%/Мr(в-ва)
Сумма массовых долей всех элементов вещества равна 1 или 100%.
Как правило, для расчетов массовой доли элемента берут порцию вещества, равную молярной массе вещества, тогда масса данного элемента в этой порции равна его молярной массе, умноженной на число атомов данного элемента в молекуле.
Так, для вещества АxВy в долях от единицы:
ω(A) = Ar(Э) · Х / Мr(в-ва) (2)
Из пропорции (2) выведем расчетную формулу для определения индексов (х, y) в химической формуле вещества, если известны массовые доли обоих элементов и молярная масса вещества:
Х = ω%(A) · Mr(в-ва) / Аr(Э) · 100% (3)
Разделив ω% (A) на ω% (В) , т.е. преобразовав формулу (2), получим:
ω(A) / ω(В) = Х · Ar(А) / У · Ar(В) (4)
Расчетную формулу (4) можно преобразовать следующим образом:
Х : У = ω%(A) / Ar(А) : ω%(В) / Ar(В) = X(А) : У(В) (5)
Расчетные формулы (3) и (5) используют для определения формулы вещества.
Если известны число атомов в молекуле вещества для одного из элементов и его массовая доля, можно определить молярную массу вещества:
Mr(в-ва) = Ar(Э) · Х / W(A)
Пример 1. Определите массовые доли химических элементов в серной кислоте H2SO4 и выразите их в процентах.
1. Вычисляем относительную молекулярную массу серной кислоты:
Mr (H2SO4) = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98
2. Вычисляем массовые доли элементов.
Для этого численное значение массы элемента (с учетом индекса) делят на молярную массу вещества:
Учитывая это и обозначая массовую долю элемента буквой ω, вычисления массовых долей проводят так:
ω(Н) = 2 : 98 = 0,0204, или 2,04%;
ω(S) = 32 : 98 = 0,3265, или 32,65%;
ω(О) = 64 : 98 =0,6531, или 65,31%
Пример 2. Определите массовые доли химических элементов в оксиде алюминия Al
2O
3 и выразите их в процентах.
1. Вычисляем относительную молекулярную массу оксида алюминия:
Mr( Al2O3) = 27 · 2 + 16 · 3 = 102
2. Вычисляем массовые доли элементов:
ω(Al) = 54 : 102 = 0,53 = 53%
ω(O) = 48 : 102 = 0,47 = 47%
Массовая доля вещества - отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы, т.е. ω(Х) = m(Х) / m,
где ω(X) - массовая доля вещества Х,
m(X) - масса вещества Х,
m - масса всей системы
Массовая доля - безразмерная величина. Её выражают в долях от единицы или в процентах.
Пример 1. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl
2·2H
2O.
Молярная масса BaCl2·2H2O составляет:
М(BaCl2·2H2O) = 137+ 2 · 35,5 + 2 · 18 = 244 г/моль
Из формулы BaCl2·2H2O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль H2O. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl2·2H2O:
m(H2O) = 2 · 18 = 36 г.
Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2·2H2O.
ω(H2O) = m(H2O)/m(BaCl2 · 2H2O) = 36 / 244 = 0,1475 = 14,75%.
Пример 2. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag
2S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.
Дано:
m(Ag )=5,4 г
m = 25 г
|
Решение
Определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите:
n(Ag ) = m(Ag) / M(Ag) = 5,4 / 108 = 0,05 моль.
Из формулы Ag2S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра.
Определяем количество вещества аргентита:
n(Ag2S) = 0,5 · n(Ag) = 0,5 · 0,05 = 0,025 моль
Рассчитываем массу аргентита:
m(Ag2S) = n(Ag2S) · М(Ag2S) = 0,025 · 248 = 6,2 г .
Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г.
ω(Ag2S) = m(Ag2S) / m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.
|
Найти:
ω(Ag2S) = ?
|
