Масова частка елемента у складній речовині

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,

кращим азотним добривом вважають таке, в якому Нітрогену міститься більше, ніж в інших аналогічних добривах (цей елемент потрібний рослинам). Так само оцінюють якість залізної руди, визначаючи, наскільки вона “багата” на елемент Ферум.

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

сполуки – ціле, а маса елемента в ній – частина від цілого, складаємо пропорцію:

M (сполуки) – 1,

M (Е) – х;

 Масова частка елемента у складній речовині =  Масова частка елемента у складній речовині.

Звідси

Х = w(E) =  Масова частка елемента у складній речовині.

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) =  Масова частка елемента у складній речовині ∙ 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) =  Масова частка елемента у складній речовині = 0,4,

Або

0,4 ∙ 100 % = 40 %.

2-й спосіб

Розраховуємо масову частку Оксигену за відповідною формулою:

W(O) =  Масова частка елемента у складній речовині =  Масова частка елемента у складній речовині = 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) =  Масова частка елемента у складній речовині,

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) =  Масова частка елемента у складній речовині =  Масова частка елемента у складній речовині = 0,75, або 75%.

3. Обчислюємо масову частку Гідрогену в метані:

W (Н) =  Масова частка елемента у складній речовині =  Масова частка елемента у складній речовині =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.




Масова частка елемента у складній речовині - Хімія


Масова частка елемента у складній речовині