Массовая доля элемента в сложном веществе

Массовая доля элемента в сложном веществе

Каждое сложное вещество образовано несколькими элементами. Сведения о количественном содержании элементов в соединении часто являются важными для её практического применения. Например, лучшим азотным удобрением считают такое, в котором атомов Азота содержится больше по массе, чем в других удобрениях (этот элемент нужен растениям). Так же оценивают качество железной руды, определяя, насколько она “богата” на элемент Железо.

Количественное содержание химического элемента в соединении характеризуют его массовой долей. Эту величину обозначают латинской буквой w (дубль-ве).

Выведем формулу для вычисления массовой доли элемента в соединении по известным массам соединения и атомов (или ионов) элемента в ней. Обозначим элемент буквой Е, а неизвестную массовую долю этого элемента – буквой х.  Учтя, что масса соединения – целое, а масса элемента Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач – часть от целого, составляем пропорцию:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Отсюда

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Массовая доля элемента в соединении – это отношение массы элемента к соответствующей массе соединения. 

Заметим, что массы элемента и соединения нужно брать в одинаковых единицах измерения (например, в граммах).

Массовая доля не имеет размерности. Её часто выражают в процентах. В этом случае формула имеет такой вид:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Очевидно, что сумма массовых долей всех элементов в соединении составляет 1 (или 100%).

Рассмотрим примеры решения задач, которые предусматривают вычисления или использование массовых долей элементов в соединениях.

Условие расчетной задачи и её решение зачастую подают следующим способом. Лист тетради или классную доску делят вертикальной линией на две неодинаковые части. В левой, меньшей, части сокращенно записывают условие задачи, а потом проводят горизонтальную линию, а под ней указывают то, что необходимо найти или вычислить. В правой части записывают этапы решения, объяснения, математические формулы, расчеты и ответ.

Задача №1

В 80 г соединения содержится 32 г Кислорода. Вычислить массовую долю Кислорода в соединении.

Дано:

m(соединения) = 80 г

m(О) = 32 г

w(O) – ?

Решение

1-й способ

Составляем пропорцию и вычисляем массовую долю Кислорода в соединении:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

или

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

2-й способ

Рассчитываем массовую долю Кислорода по соответствующей формуле: 

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач(или 40%)

Ответ: w(O) = 0,4 или 40%. 

Массовую долю элемента в соединении также можно вычислить, использовав химическую формулу соединения. Поскольку массы атомов и молекул пропорциональны относительным атомным и молекулярным массам, то 

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

где Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач – количество атомов элемента в формуле соединения.

Задача №2

Вычислить массовые доли элементов в метане Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач.

Дано:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

w(С) – ?

w(Н) – ?

Решение

1. Вычисляем относительную молекулярную массу метана:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задачХимия - примеры с решением заданий и выполнением задач

2. Рассчитываем массовую долю Углерода в метане:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

3. Вычисляем массовую долю Водорода в метане:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Другой вариант расчета массовой доли Водорода:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

или

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задачХимия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Ответ: w(С) = 0,75, или 75%; 

w(Н) = 0,25, или 25%.

По известной массовой доле элемента можно найти массу элемента, которая содержится в определенной массе соединения. Из математической формулы для массовой доли элемента выплывает:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Задача №3

Какая масса Азота содержится в аммиачной селитре массой 1 кг, если массовая доля этого элемента в соединении составляет 0,35?

Дано:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Решение

Вычисляем массу Азота:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задачХимия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Ответ: Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Выводы:

  • Массовая доля элемента в соединении – это отношение массы элемента к соответствующей массе соединения. Массовую долю элемента также вычисляют по химической формуле соединения.
  • По массовой доле элемента можно рассчитать его массу, которая содержится в определенной массе его соединения. 
Справочник для школьников
Подписаться
Уведомить о
0 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии