Масова частка елемента в речовині

Масова частка елемента в речовині — цефізична величина, що визначається відношенням маси, яка припадає на елемент, до маси всієї речовини.
Масова частка позначається W (читається дубль-ве) і виражається у частках одиниці або у відсотках. Спосіб обчислення полягає у знаходженні частини від цілого за формулою:
W = nA_r / M_r
де W — масова частка елемента; А_r — відносна атомна маса елемента; n — кількість атомів елемента у формулі; М_r — відносна молекулярна або формульна маса речовини.
Приклад. Обчисли масову частку Алюмінію у глиноземі Аl₂О₃.

Розв' язання.
Дано:
Аl₂O₃
W(Al) =?

М_r(Аl₂О₃) = 2А_r(Аl) + ЗА_r(O);
М_r(Аl₂О₃) = 2 • 27 + 3 • 16 = 102;
W(Al) = 54/102 = 0,53, або 53 %
Відповідь. Масова частка Алюмінію в глиноземі становить 53 %.

Знаючи масову частку елемента в речовині, можна знайти і масу елемента, який у вигляді простої речовини можна добути з будь-якої маси речовини.
Приклад. Визнач, яку масу алюмінію можна дістати з глинозему масою 200 тис. т, якщо відомо, що масова частка Алюмінію в глиноземі становить 53 %.

Розв' язання.
Дано:
m(Аl₂O₃) = 200 тис. т
W(Аl) = 53 % = 0,53
m(Аl) —?

З умови задачі відомо, що глинозем масою 1 т містить 1 т • 0,53 = 0,53 т Аl, а 200 тис. т — 200 тис. т • 0,53 = 106 тис. т Аl.
Відповідь. З глинозему Аl₂О₃ масою 200 тис. т можна дістати алюміній масою 106 тис. т.

Якщо треба обчислити ще й масову частку Оксигену в глиноземі, то:
W(O) = 100 % - 53 % = 47 %, або
W(О) = 48/102 = 0,47 = 47 %.
Зрозуміло, що сума масових часток усіх елементів у сполуці дорівнює 1, або 100 %. Це потрібно брати до уваги під час перевірки правильності обчислень.
Варто звернути увагу на обернену задачу. Адже, знаючи масові частки елементів, можна знайти хімічну формулу речовини.
Приклад. Виведи формулу речовини, якщо відомо, що до її складу входить Сульфур (масова частка становить 40 %) і Оксиген.
Розв'язання.
Дано:
W(S) = 40 %
W(О) = 60 %
S_xO_y -?
Позначимо число атомів Сульфуру через х, атомів Оксигену — через у. Число атомів у речовині прямо пропорційне масовій частці елемента й обернено пропорційне його відносній атомній масі, тобто

Знайдені числа виражають кількісне відношення між атомами елементів. Але відношення між атомами може бути виражене тільки цілими числами. Тому обираємо найменше із знайдених чисел, приймаємо його за одиницю і ділимо на нього решту чисел:

Відповідь. Формула речовини SO₃.

КОРОТКІ ВИСНОВКИ
Молекули, атоми, йони, будь-які інші структурні частинки речовини розрізняються між собою масою, оскільки вони утворені атомами різних елементів, які теж відмінні за масою.
Відносна молекулярна (або формульна) маса речовини позначається Мr. Це безрозмірна величина, яка дорівнює сумі відносних атомних мас хімічних елементів, що входять до складу цієї речовини з урахуванням її формули. Масова частка елемента в речовині — це також безрозмірна фізична величина, що дорівнює відношенню маси елемента до загальної маси речовини.
Знаючи масову частку елемента, можна визначити його масу в будь-якій масі речовини і за масовими частками елементів визначити формулу речовини.

Завдання для самоконтролю
1. Обчисли відносну молекулярну (формульну) масу таких речовин: озону O₃, магній оксиду MgO, соди Ма₂СO₃.
2. Молекула сахарози складається з 12 атомів Карбону, 22 атомів Гідрогену й 11 атомів Оксигену. Напиши формулу сахарози й обчисли її відносну молекулярну масу.
3. Формульна маса гашеного вапна Са(OН)₂ становить
(а) 3,7; (б) 37; (в) 7,4; (г) 74.
4. Обчисли масові частки елементів у мінералі піриті FеS2 (вважати, що домішки відсутні).
5. В якому оксиді — SO₂ чи SO₃ — масова частка Оксигену більша? Розв'яжи усно, а відповідь підтвердь розрахунком.
6. Яку масу заліза можна добути з червоного залізняку масою 2 т, якщо масова частка Fе₂O₃ становить 70 % (можливими втратами знехтувати)?

Додаткові завдання
7. Відносна молекулярна маса ортофосфатної кислоти Н₃РO₄ дорівнює
(а) 98 а.о.м.; (б) 98 г; (в) 98; (г)98кг.
8. Абсолютна молекулярна маса карбон(ІV) оксиду дорівнює
(а) 44 а.о.м.; (б) 44 г; (в) 44; (г)44кг.
9. У сульфатній кислоті Н2SO4 масові частки елементів становлять
(а) Н — 2,0 %; S — 32,7 %; O — 65,3 %;
(б) Н — 10 %; S — 17 %; O — 73 %;
(в) Н — 65,3%; S — 32,7%; О — 2,0%;
(г) Н — 2; S —1; O — 4.
10*. Відносна молекулярна маса оксиду елемента першої групи періодичної системи дорівнює 94. Визнач елемент, запиши його символ і назву.
11*. Виведи формулу речовини, якщо відомо, що масова частка Карбону в ній становить 75 %, а Гідрогену — 25 %.
12*. Виведи формулу речовини, у складі якої масова частка Кальцію дорівнює 0,4, Карбону — 0,12, Оксигену — 0,48.
13*. Склади на свій розсуд пряму й обернену задачі для розрахунків за формулою Сr₂O₃ та розв'яжи їх.

Дата добавления: 2015-05-24