Розділ 1 Початкові хімічні поняття
16 Масова частка елемента у складній речовині
Матеріал параграфа допоможе вам:
> з’ясувати, що таке масова частка елемента у сполуці, та обчислювати її значення;
> навчитися розраховувати масу елемента в певній масі сполуки за його масовою часткою;
> оформлювати розв’язання розрахункових задач.
Кожна складна речовина (хімічна сполука) утворена кількома елементами. Інформація про кількісний вміст елементів у сполуці часто є важливою для її практичного використання. Наприклад,
Кількісний вміст хімічного елемента у сполуці характеризують його масовою часткою. Цю величину позначають латинською літерою w (“дубль-ве”).
Виведемо формулу для обчислення масової частки елемента у сполуці за відомими масами сполуки і елемента. Позначимо елемент літерою Е, а невідому масову частку цього елемента – літерою х. Врахувавши, що маса
M (сполуки) – 1,
M (Е) – х;
= .
Звідси
Х = w(E) = .
Масова частка елемента у сполуці – це відношення маси елемента до відповідної маси сполуки.
Зауважимо, що маси елемента і сполуки потрібно брати в однакових одиницях вимірювання (наприклад, у грамах).
Масова частка не має розмірності. Її часто виражають у відсотках. У цьому разі формула має такий вигляд:
W(E) = ∙ 100%
Очевидним є те, що сума масових часток усіх елементів у сполуці становить 1 (або 100 %).
Розглянемо приклади розв’язування задач, які передбачають обчислення або використання масових часток елементів у сполуках.
Умову розрахункової задачі та її розв’язання зазвичай подають у такий спосіб. Аркуш зошита чи класну дошку ділять вертикальною лінією на дві неоднакові частини. У лівій, меншій, частині скорочено записують умову задачі, потім проводять горизонтальну лінію, а під нею зазначають те, що потрібно знайти чи обчислити. У правій частині записують математичні формули, пояснення, розрахунки і відповідь.
ЗАДАЧА 1. У 80 г сполуки міститься 32 г Оксигену. Обчислити масову частку Оксигену в сполуці.
Дано: | Розв’язання |
M (сполуки) = 80 г M(О) – 32 г | 1-й спосіб Складаємо пропорцію й обчислюємо масову частку Оксигену в сполуці: 80 г – 1; 32 г – х, X = w(O) = = 0,4, Або 0,4 ∙ 100 % = 40 %. 2-й спосіб Розраховуємо масову частку Оксигену за відповідною формулою: W(O) = = = 0,4(або 40%). Відповідь: w(O) = 0?4 або 40%. |
W (О) – ? |
Масову частку елемента у сполуці також можна обчислювати, використовуючи хімічну формулу сполуки. Оскільки маси атомів і молекул пропорційні відносним атомним і молекулярним масам, то
W(E) = ,
Де N(E) – кількість атомів елемента у формулі сполуки.
ЗАДАЧА 2. Обчислити масові частки елементів у метані СН4.
Дано: СН4 | Розв’язання 1. Обчислюємо відносну молекулярну масу метану: Мr(СН4) = Ar(С) + 4Аr(Н) = 12 + 4 ∙ 1 = 16. 2. Розраховуємо масову частку Карбону в метані: W(C) = = = 0,75, або 75%. 3. Обчислюємо масову частку Гідрогену в метані: W (Н) = = =0,25, або 25 %. Інший варіант розрахунку масової частки Гідрогену: W(Н) = 1 – w(С) = 1 – 0,75 = 0,25, Або W(Н) = 100 % – w(С) = 100 % – 75 % = 25 %. Відповідь: w(С) = 0,75, або 75 %; W(Н) = 0,25, або 25 %. |
W(С) – ? W(Н) – ? |
За відомою масовою часткою елемента можна знайти масу елемента, яка міститься в певній масі сполуки. Із математичної формули для масової частки елемента випливає: m(Е) = w(E) ∙ m(сполуки).
ЗАДАЧА 3. Яка маса Нітрогену міститься в аміачній селітрі (азотне добриво) масою 1 кг, якщо масова частка цього елемента у сполуці становить 0,35?
Дано: | Розв’язання |
M(сполуки) – 1 кг W(N) – 0,35 | Обчислюємо масу Нітрогену: M(N) = w(N) ∙ m (сполуки) = 0,35 ∙ 1 кг = 0,35 кг, або 350 г. |
M(N) – ? | Відповідь: m(N) = 350 г. |
Масова частка елемента у сполуці – це відношення маси елемента до відповідної маси сполуки.
Масову частку елемента у сполуці обчислюють за відомими масами елемента і сполуки або за її хімічною формулою.
За масовою часткою елемента можна розрахувати його масу, яка міститься в певній масі сполуки.
?
115. Як обчислити масову частку елемента у сполуці, якщо відомі:
А) маса елемента і відповідна маса сполуки;
Б) хімічна формула сполуки?
116. Якою є масова частка елемента у простій речовині?
117. У 20 г речовини міститься 16 г Брому. Знайдіть масову частку цього елемента в речовині, виразивши її звичайним дробом, десятковим дробом й у відсотках.
118. Обчисліть (бажано усно) масові частки елементів у сполуках, що мають такі формули: SO2, SiH4, CrO3.
119. Виконайте необхідні обчислення для оцтової кислоти СН3СООН та гліцерину С3Н5(ОН)3 і заповніть таблицю:
Формула Сполуки | М(сполуки) | W(С) | W(H) | W(О) |
120. Зіставляючи формули речовин, а також значення відносних атомних мас. визначте, у якій з речовин кожної пари масова частка першого у формулі елемента більша: a) N2O, NO; б) СО, СО2; в) В2O3, В2S3.
121. Масова частка Кальцію в його сполуці з Гідрогеном становить 0,952. Які маси Кальцію та Гідрогену містяться в 20 г сполуки?
122. Масова частка Нітрогену в певній сполуці становить 28 %. У якій масі сполуки міститься 56 г Нітрогену?
123. Знайдіть кількість атомів Оксигену в молекулі SOx якщо масова частка цього елемента у відповідній сполуці становить 0,6.
124. Масова частка Феруму в зразку сполуки FeO становить 75 %. За допомогою обчислень з’ясуйте, чи є цей зразок чистою сполукою.