Массовая доля в химии как обозначается в: Массовая доля химического элемента в веществе. Видеоурок. Химия 8 Класс — Детская игровая комната «Волшебный лес»

Posted on 26.04.197020.07.2021 by alexxlab

Содержание

Как узнать массовую долю элемента в веществе. Как найти массовую долю вещества по формуле

Массовая доля элемента в сложном веществе

Материал параграфа поможет вам:

> выяснить, что такое массовая доля элемента в соединении, и определять ее значение;
> рассчитывать массу элемента в определенной массе соединения, исходя из массовой доли элемента;
> правильно оформлять решение химических задач.

Каждое сложное вещество (химическое соединение) образовано несколькими элементами. Знать содержание элементов в соединении необходимо для его эффективного использования. Например, лучшим азотным удобрением считают то, в котором содержится наибольшее количество Нитрогена (этот элемент необходим растениям). Аналогично оценивают качество металлической руды, определяя, насколько она «богата » на металлический элемент.

Содержание элемента в соединении характеризуют его массовой долей. Эту величину обозначают латинской буквой w («дубль-вэ»).

Выведем формулу для вычисления массовой доли элемента в соединении по известным массам соединения и элемента. Обозначим массовую долю элемента буквой х. Приняв во внимание, что масса соединения — это целое, а масса элемента — часть от целого, составляем пропорцию:

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

Это интересно

В двух соединениях Сульфура- SO 2 и MoS 3 — массовые доли элементов одинаковы и составляют по 0,5 (или 50 %).

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

Очевидным является то, что сумма массовых долей всех элементов в соединении равна 1 (или 100 %).

Приведем несколько примеров решения расчетных задач. Условие задачи и ее решение оформляют таким образом. Лист тетради или классную доску делят вертикальной линией на две неодинаковые части. В левой, меньшей, части сокращенно записывают условие задачи, проводят горизонтальную линию и под ней указывают то, что нужно найти или вычислить. В правой части записывают математические формулы, объяснение, расчеты и ответ.

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

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

где N(E) — количество атомов элемента в формуле соединения.

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

m(E) = w(E) m(соединения).

Какая масса Нитрогена содержится в аммиачной селитре (азотное удобрение) массой 1 кг, если массовая доля этого элемента в соединении равна 0,35?

Понятие «массовая доля» используют для характеристики количественного состава смесей веществ. Соответствующая математическая формула имеет такой вид:

Выводы

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

Массовую долю элемента в соединении вычисляют по известным массам элемента и соединения или по его химической формуле.

?
92. Как вычислить массовую долю элемента в соединении, если известны: а) масса элемента и соответствующая масса соединения; б) химическая формула соединения?

93. В 20 г вещества содержится 16 г Брома. Найдите массовую долю этого элемента в веществе, выразив ее обычной дробью, десятичной дробью и в процентах.

94. Вычислите (желательно устно) массовые доли элементов в соединениях с такими формулами: SO 2 , LiH, CrO 3 .

95. Сопоставляя формулы веществ, а также значения относительных атом ных масс, определите, в каком из веществ каждой пары массовая доля первого в формуле элемента больше:

a) N 2 O, NO; б) CO, CO 2 ; в) B 2 O 3 , B 2 S 3 .

96. Выполните необходимые вычисления для уксусной кислоты CH 3 COOH и глицерина C 3 H 5 (OH) 3 и заполните таблицу:

C x H y O z	M r (C x H y O z)	w(C)	W(H)	W(O)

97. Массовая доля Нитрогена в некотором соединении равна 28 %. В какой массе соединения содержится 56 г Нитрогена?

98. Массовая доля Кальция в его соединении с Гидрогеном равна 0,952. Определите массу Гидрогена, которая содержится в 20 г соединения.

99. Смешали 100 г цемента и 150 г песка. Какова массовая доля цемента в приготовленной смеси?

Попель П. П., Крикля Л. С., Хімія: Підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закл. — К.: ВЦ «Академія», 2008. — 136 с.: іл.

Содержание урока конспект урока и опорный каркас презентация урока интерактивные технологии акселеративные методы обучения Практика тесты, тестирование онлайн задачи и упражнения домашние задания практикумы и тренинги вопросы для дискуссий в классе Иллюстрации видео- и аудиоматериалы фотографии, картинки графики, таблицы, схемы комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты Дополнения рефераты шпаргалки фишки для любознательных статьи (МАН) литература основная и дополнительная словарь терминов Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике замена устаревших знаний новыми Только для учителей календарные планы учебные программы методические рекомендации

С XVII в. химия перестала быть описательной наукой. Ученые-химики стали широко использовать измерение вещества. Все более совершенствовалась конструкция весов, позволяющих определять массы образцов. Для газообразных веществ помимо массы измеряли также объем и давление. Применение количественных измерений дало возможность понять сущность химических превращений, определять состав сложных веществ.

Как вы уже знаете, в состав сложного вещества входят два или более химических элементов. Очевидно, что масса всего вещества слагается из масс составляющих его элементов. Значит, на долю каждого элемента приходится определенная часть массы вещества.

Массовой долей элемента называется отношение массы этого элемента в сложном веществе к массе всего вещества, выраженное в долях единицы (или в процентах):

Массовая доля элемента в соединении обозначается латинской строчной буквой w («дубль-вэ») и показывает долю (часть массы), приходящуюся на данный элемент в общей массе вещества. Эта величина может выражаться в долях единицы или в процентах. Конечно, массовая доля элемента в сложном веществе всегда меньше единицы (или меньше 100%). Ведь часть от целого всегда меньше целого, как долька апельсина меньше всего апельсина.

Например, в состав оксида ртути входят два элемента – ртуть и кислород. При нагревании 50 г этого вещества получается 46,3 г ртути и 3,7 г кислорода (рис. 57). Рассчитаем массовую долю ртути в сложном веществе:

Массовую долю кислорода в этом веществе можно рассчитать двумя способами. По определению массовая доля кислорода в оксиде ртути равна отношению массы кислорода к массе оксида:

Зная, что сумма массовых долей элементов в веществе равна единице (100%), массовую долю кислорода можно вычислить по разности:

w (O) = 1 – 0,926 = 0,074,

w (О) = 100% – 92,6% = 7,4%.

Для того чтобы найти массовые доли элементов предложенным способом, необходимо провести сложный и трудоемкий химический эксперимент по определению массы каждого элемента. Если же формула сложного вещества известна, та же задача решается значительно проще.

Для расчета массовой доли элемента нужно его относительную атомную массу умножить на число атомов (n ) данного элемента в формуле и разделить на относительную молекулярную массу вещества:

Например, для воды (рис. 58):

M r (H 2 O) = 1 2 + 16 = 18,

Задача 1. Рассчитайте массовые доли элементов в аммиаке, формула которого NH 3 .

Дано:

вещество аммиак NH 3 .

Найти :

w (N), w (H).

Решение

1) Рассчитаем относительную молекулярную массу аммиака:

M r (NH 3) = A r (N) + 3A r (H) = 14 + 3 1 = 17.

2) Найдем массовую долю азота в веществе:

3) Вычислим массовую долю водорода в аммиаке:

w (H) = 1 – w (N) = 1 – 0,8235 = 0,1765, или 17,65%.

Ответ. w (N) = 82,35%, w (H) = 17,65%.

Задача 2. Рассчитайте массовые доли элементов в серной кислоте, имеющей формулу H 2 SO 4 .

Дано:

серная кислота H 2 SO 4 .

Найти :

w (H), w (S), w (O).

Решение

1) Рассчитаем относительную молекулярную массу серной кислоты:

M r (H 2 SO 4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.

2) Найдем массовую долю водорода в веществе:

3) Вычислим массовую долю серы в серной кислоте:

4. Рассчитаем массовую долю кислорода в веществе:

w (O) = 1 – (w (H) + w (S)) = 1 – (0,0204 + 0,3265) = 0,6531, или 65,31%.

Ответ. w (H) = 2,04%, w (S) = 32,65%, w (O) = 65,31%.

Чаще химикам приходится решать обратную задачу: по массовым долям элементов определять формулу сложного вещества. То, как решаются подобные задачи, проиллюстрируем одним историческим примером.

Из природных минералов – тенорита и куприта – были выделены два соединения меди с кислородом (оксиды). Они отличались друг от друга по цвету и массовым долям элементов. В черном оксиде массовая доля меди составляла 80%, а массовая доля кислорода – 20%. В оксиде меди красного цвета массовые доли элементов составляли соответственно 88,9% и 11,1%. Каковы же формулы этих сложных веществ? Проведем несложные математические расчеты.

Пример 1. Расчет химической формулы черного оксида меди (w (Cu) = 0,8 и w (О) = 0,2).

х, у – по числу атомов химических элементов в его составе: Сu x O y .

2) Отношение индексов равно отношению частных от деления массовой доли элемента в соединении на относительную атомную массу элемента:

3) Полученное соотношение нужно привести к соотношению целых чисел: индексы в формуле, показывающие число атомов, не могут быть дробными. Для этого полученные числа разделим на меньшее (т.е. любое) из них:

Получилась формула – СuO.

Пример 2. Расчет формулы красного оксида меди по известным массовым долям w (Cu) = 88,9% и w (O) = 11,1%.

Дано:

w (Cu) = 88,9%, или 0,889,

w (O) = 11,1%, или 0,111.

Найти:

Решение

1) Обозначим формулу оксида Сu x O y .

2) Найдем соотношение индексов x и y :

3) Приведем соотношение индексов к отношению целых чисел:

Ответ . Формула соединения – Cu 2 O.

А теперь немного усложним задачу.

Задача 3. По данным элементного анализа состав прокаленной горькой соли, использовавшейся еще алхимиками в качестве слабительного средства, следующий: массовая доля магния – 20,0%, массовая доля серы – 26,7%, массовая доля кислорода – 53,3%.

Дано:

w (Mg) = 20,0%, или 0,2,

w (S) = 26,7%, или 0,267,

w (O) = 53,3%, или 0,533.

Найти:

Решение

1) Обозначим формулу вещества с помощью индексов x, y, z : Mg x S y O z .

2) Найдем соотношение индексов:

3) Определим значение индексов x, y, z :

Ответ. Формула вещества – MgSO 4 .

1. Что называется массовой долей элемента в сложном веществе? Как рассчитывается эта величина?

2. Рассчитайте массовые доли элементов в веществах: а) углекислом газе CO 2 ;
б) сульфиде кальция СаS; в) натриевой селитре NaNO 3 ; г) оксиде алюминия Al 2 O 3 .

3. В каком из азотных удобрений массовая доля питательного элемента азота наибольшая: а) хлориде аммония NH 4 Cl; б) сульфате аммония (NH 4) 2 SO 4 ; в) мочевине (NH 2) 2 CO?

4. В минерале пирите на 7 г железа приходится 8 г серы. Вычислите массовые доли каждого элемента в этом веществе и определите его формулу.

5. Массовая доля азота в одном из его оксидов равна 30,43%, а массовая доля кислорода – 69,57%. Определите формулу оксида.

6. В средние века из золы костра выделяли вещество, которое называли поташ и использовали для варки мыла. Массовые доли элементов в этом веществе: калий – 56,6%, углерод – 8,7%, кислород – 34,7%. Определите формулу поташа.

Зная химическую формулу, можно вычислить массовую долю химических элементов в веществе. элемента в вещества обозначается греч. буквой «омега» — ω Э/В и рассчитывается по формуле:

где k — число атомов этого элемента в молекуле.

Какова массовая доля водорода и кислорода в воде (Н 2 О)?

Решение:

M r (Н 2 О) = 2*А r (Н) + 1*А r (О) = 2*1 + 1* 16 = 18

2) Вычисляем массовую долю водорода в воде:

3) Вычисляем массовую долю кислорода в воде. Так как в состав воды входят атомы только двух химических элементов, массовая доля кислорода будет равна:

Рис. 1. Оформление решения задачи 1

Рассчитайте массовую долю элементов в веществе H 3 PO 4 .

1) Вычисляем относительную молекулярную массу вещества:

M r (Н 3 РО 4) = 3*А r (Н) + 1*А r (Р) + 4*А r (О)= 3*1 + 1* 31 +4*16 = 98

2) Вычисляем массовую долю водорода в веществе:

3) Вычисляем массовую долю фосфора в веществе:

4) Вычисляем массовую долю кислорода в веществе:

1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й класс: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия, 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. — М.: АСТ: Астрель, 2006.

2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского — М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с.34-36)

3. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005.(§15)

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. — М.: Аванта+, 2003.

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().

4. Видеоурок по теме «Массовая доля химического элемента в веществе» ().

Домашнее задание

1. с.78 № 2 из учебника «Химия: 8-й класс» (П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005).

2. с. 34-36 №№ 3,5 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского — М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

Понятие «доли» наверняка вам уж знакомо.

Например, кусок арбуза, изображенный на рисунке, составляет одну четверть от целого арбуза, то есть его доля равна 1/4 или 25%.

Чтобы лучше понять, что такое массовая доля представьте себе килограмм конфет (1000г), который мама купила своим трем детям. Из этого килограмма самому младшему ребенку досталась половина всех конфет (несправедливо конечно!). Старшему — лишь 200г, а среднему — 300г.

Значит массовая доля конфет у младшего ребенка составит половину, или 1/2 или 50%. У среднего ребенка будет 30%, а у старшего — 20%. Следует подчеркнуть, что массовая доля может быть безразмерной величиной (четверть, половина, треть, 1/5, 1/6 и т.д.), а может измеряться в процентах (%). При решении расчетных задач массовую долю лучше переводить в безразмерную величину.

Массовая доля вещества в растворе

Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. Вода — самый распространенный неорганический растворитель. Органическими растворителями могут быть спирт, ацетон, диэтиловый эфир и др. Если в условии задачи не указана растворитель, раствор считается водным.

Массовая доля растворенного вещества рассчитывается по формуле:

$\omega_\text{в-ва}=\dfrac{m_\text{в-ва}}{m_\text{р-ра}}(\cdot 100\%)$

Рассмотрим примеры решения задач.

Сколько граммов сахара и воды нужно взять для приготовления 150г 10%-ного раствора сахара?

Решение

m(р-ра)=150г

$\omega$(сахара)=10%=0,1

m(сахара)=?

m(сахара) = $\omega\textrm{(сахара)} \cdot m(p-pa) = 0,1 \cdot 150 \textrm{г} = 15 \textrm{г}$

m(воды)=m(р-ра) — m(сахара) = 150г — 15г=135г.

ОТВЕТ: нужно взять 15г сахара и 135г воды.

Раствор объемом 350 мл. и плотностью 1, 142 г/мл содержит 28 г хлорида натрия. Найти массовую долю соли в растворе.

Решение

V(р-ра)=350 мл.

$\rho$(р-ра)=1,142 г/мл

$\omega(NaCl)$=?

m(р-ра) =V(р-ра) $\cdot \rho$(р-ра)=350 мл $\cdot$ 1,142 г/мл=400г

$\omega(NaCl)=\dfrac{m(NaCl)}{m\textrm{(р-ра)}}=\dfrac{28\textrm{г}} {400\textrm{г}} = 0,07$=7%

ОТВЕТ: массовая доля хлорида натрия $\omega(NaCl)$=7%

МАССОВАЯ ДОЛЯ ЭЛЕМЕНТА В МОЛЕКУЛЕ

Формула химического вещества, например $H_2SO_4$, несет в себе много важной информации. Она обозначает либо отдельную молекулу вещества, которая характеризуется относительной атомной массой, либо 1 моль вещества, который характеризуется молярной массой. Формула показывает качественный (состоит из водорода, серы и кислорода) и количественный состав (состоит из двух атомов водорода, атома серы и четырех атомов кислорода). По химической формуле можно найти массу молекулы в целом (молекулярную массу), а также вычислить соотношение масс элементов в молекуле: m(H) : m(S) : m(O) = 2: 32: 64 = 1: 16: 32. При вычислении соотношений масс элементов нужно учитывать их атомную массу и количество соответствующих атомов: $m(H_2)=1*2=2$, $m(S)=32*1=32$, $m(O_4)=16*4=64$

Принцип расчета массовой доли элемента аналогичен принципу расчета массовой доли вещества в растворе и находится по схожей формуле:

$\omega_\text{эл-та}=\dfrac{Ar_{\text{эл-та}}\cdot n_{\textrm(атомов)}}{m_\text{молекулы}}(\cdot 100\%)$

Найти массовую долю элементов в серной кислоте.

Решение

Способ 1 (пропорция):

Найдем молярную массу серной кислоты:

$M(H_2SO_4) = 1\cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4=98\hspace{2pt}\textrm{г/моль}$

Одна молекула серной кислоты содержит один атом серы, значит масса серы в серной кислоте составит: $m(S) = Ar(S) \cdot n(S) = 32\textrm{г/моль} \cdot 1$= 32г/моль

Примем массу всей молекулы за 100%, а массу серы — за Х% и составим пропорцию:

$M(H_2SO_4)$=98 г/моль — 100%

m(S) = 32г/моль — Х%

Откуда $X=\dfrac{32\textrm{г/моль} \cdot 100\%}{98\textrm{г/моль}} =32, 65\% =32\%$

Способ 2 (формула):

$\omega(S)=\dfrac{Ar_{\text{эл-та}}\cdot n_{\textrm(атомов)}}{m_\text{молекулы}}(\cdot 100\%)=\dfrac{Ar(S)\cdot 1}{M(H_2SO_4)}(\cdot 100\%)=\dfrac{32\textrm{г/моль}\cdot 1}{98\textrm{г/моль}}(\cdot 100\%) \approx32, 7\%$

Аналогично по формуле рассчитаем массовые доли водорода и кислорода:

$\omega(H)=\dfrac{Ar(H)\cdot 2}{M(H_2SO_4)}(\cdot 100\%)=\dfrac{1\textrm{г/моль}\cdot 2}{98\textrm{г/моль}}(\cdot 100\%)\approx2\%$

$\omega(O)=\dfrac{Ar(O)\cdot 4}{M(H_2SO_4)}(\cdot 100\%)=\dfrac{16\textrm{г/моль}\cdot 4}{98\textrm{г/моль}}(\cdot 100\%)\approx65, 3\%$

ТЕМА УРОКА: Массовая доля химического элемента в соединении.

ЦЕЛЬ УРОКА: Научить вычислять массовую долю элементов в соединении по формуле соединения и устанавливать химическую формулу сложного вещества по известным массовым долям химических элементов.

Основные понятия. Массовая доля химического элемента.

Планируемые результаты обучения

Предметные. Уметь рассчитывать массовую долю элемента в соединении по его формуле и устанавливать химическую формулу сложного вещества по известным массовым долям химических элементов.

Метапредметные . Формировать умения устанавливать аналогии, использовать алгоритмы для решения учебных и познавательных задач.

Основные виды деятельности учащихся. Рассчитывать массовую долю элемента в соединении по его формуле. Устанавливать химическую формулу сложного вещества по известным массовым долям химических элементов.

Структура урока

I . Организационный этап

II . Актуализация опорных знаний

III . Изучение нового материала

IV . Закрепление. Подведение итогов урока

V . Домашнее задание

Ход урока

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

Актуализация опорных знаний.

Дайте определения: относительной атомной массе, относительной молекулярной массе.

В каких единицах можно измерить относительную атомную массу.

В каких единицах можно измерить относительную молекулярную массу.

Изучение нового материала.

Работа с учебником. Рабочая тетрадь.

Ребята, допустим у нас есть вещество — серная кислота H 2 SO 4,

можем мы ли узнать какие атомы входят в состав соединения.

А их количество?

А в каком массовом соотношении они соединяются?

Вычисление массовых отношений химических

элементов в сложном веществе. (стр. 51)

А как можно узнать в каких массовых отношениях соединены элементы в соединении формула которого H 2 SO 4 ?

m (H ): m (S ): m (O )= 2*2 + 32 + 16*4= 2:32:64 = 1:16:32.

1+16+32 = 49, то есть 49 массовых частей серной кислоты, содержаться 1 массовая часть водорода, 16 массовых частей серы, 32 массовых частей кислорода.

Ребята, а как вы думаете, можем ли мы рассчитать долю каждого элемента в соединении?

Сегодня мы с вами познакомимся с новым понятием массовая доля элемента в соединении.

W — массовая доля элемента в соединении.

n — число атомов элемента.

Mr — относительная молекулярная масса.

Вычисление массовых долей химических элементов

в сложном веществе. (РТ)

1. Изучите алгоритм вычисления массовой доли элемента в соединении.

Задача №1 (РТ)

Вывод химических формул, если известны массовые доли химических элементов,

входящих в состав данного вещества. (РТ)

2. Изучите алгоритм вычисления массовой доли элемента в соединении.

Задача №5 (РТ)

Закрепление изученного материала.

РТ стр. 25 №2.

РТ стр. 27 №6.

Подведение итогов урока.

Какие новые понятия вы узнали сегодня на уроке?

Самостоятельная работа.

Домашнее задание:

изучить §15 стр. 51 — 53;
ответить на вопросы №3,4,7 стр. 53-54 (письменно).

П еречень использованной литературы.

Учебник. Химия 8 класс. авт. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Издательство «Просвещение», 2014.

Рабочая тетрадь по химии. авт. Боровских Т.А.

ОБЪЁМНАЯ ДОЛЯ — это… Что такое ОБЪЁМНАЯ ДОЛЯ?

ОБЪЁМНАЯ ДОЛЯ: безразмерная физ. величина, характеризующая состав смеси и равная отношению объёма компонента смеси, приведённого к физ. условиям смеси, к объёму смеси. О. д. выражается в долях единицы, например в сотых (проценты), тысячных (промилле), миллионных и обозначается соответственно %, ^о/_оо, млн^-1.

ОБЪЕКТИВ С ПЕРЕМЕННЫМ ФОКУСНЫМ РАССТОЯНИЕМ
ОБЪЁМНАЯ УПРУГОСТЬ

Смотреть что такое «ОБЪЁМНАЯ ДОЛЯ» в других словарях:

Объёмная доля — (иногда объёмная часть) безразмерная величина, равная отношению объёма какого то вещества в смеси к объёму всей смеси. Обозначается буквой φ. Применяется в основном к газам. Содержание 1 Смысл величины 2 Объёмная доля в химии … Википедия
объёмная доля — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN volume fraction … Справочник технического переводчика
объёмная доля нефти в продукции скважины в данный момент времени — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN oil holdup … Справочник технического переводчика
пористость объёмная — Доля пустот в объёме мембраны. [РХТУ им. Д.И. Менделеева, кафедра мембранной технологии] Тематики мембранные технологии … Справочник технического переводчика
ДОЛЯ — 1) рус. ед. массы, применявшаяся до введения метрической системы мер. 1 Д. равна 1/96 золотника, или 44,434 9 мг. Д. применялась и в качестве ед. веса (1 Д.= 44,4349 мгс = = 0,435 758 мН). 2) Часть целого, например массовая доля, молярная доля,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Миллиардная доля — Миллиардная доля единица измерения концентрации, и других относительных величин, миллиардная доля аналогична по смыслу проценту или промилле. Обозначается сокращением млрд−1 или ppb (англ. Parts per billion, читается «пи пи би»,… … Википедия
Миллионная доля — У этого термина существуют и другие значения, см. Ppm. Миллионная доля, пропромилле, (ppm) аббревиатура обозначает миллионную долю каких либо относительных величин (1•10−6 от базового показателя). Аналогична по смыслу проценту или промилле … Википедия
Концентрация растворов — Концентрация величина, характеризующая количественный состав раствора. Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л … Википедия
Концентрация раствора — Концентрация величина, характеризующая количественный состав раствора. Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л) … Википедия
Моляльность — Концентрация величина, характеризующая количественный состав раствора. Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л) … Википедия

Массовая доля элемента в сложном веществе

С XIX века химия перестала быть описательной наукой. Учёные широко стали использовать методы измерения различных параметров веществ.

Массовая доля элемента – это отношение массы этого элемента в сложном веществе к массе всего вещества, выраженное в долях единицы (или в процентах).

Массовая доля элемента в веществе обозначается латинской буквой ω (дубль-вэ) и показывает долю (часть массы), приходящуюся на данный элемент в общей массе вещества. Массовая доля элемента в веществе выражается в долях единицы или в процентах. Часть от целого всегда меньше целого, как долька апельсина меньше всего апельсина.

Например, в состав оксида ртути HgO входит два элемента – ртуть и кислород. При нагревании этого вещества массой 50 г получается 46,3 г ртути и 3,7 г кислорода. Рассчитаем массовую долю ртути в сложном веществе:

Рассчитаем массовую долю кислорода в веществе. Для этого массу кислорода разделим на массу смеси. Подставим значения масс веществ. Получаем:

Учитывая, что сумма массовых долей элемента в веществе равна единице, или 100 %, массовую долю кислорода можно найти по разности:

Для того, чтобы найти массовую долю элемента в веществе, нужно относительную атомную массу этого элемента умножить на число атомов данного химического элемента в веществе и разделить на относительную молекулярную массу вещества.

Определим массовую долю кислорода в серной кислоте. Для этого найдём относительную молекулярную массу серной кислоты. Необходимо значения все относительных атомных масс элементов сложить.

Mr (H₂SO₄) = Ar (H) · 2 + Ar (S) + Ar (O) · 4 = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98

Найдём массовую долю кислорода. Для этого нужно относительную атомную массу кислорода умножить на 4 и разделить на относительную молекулярную массу всего вещества. Получается 0,653, или 65,3 %.

Рассчитаем массовые доли элементов в метане, формула которого CH₄. Для этого определим относительную молекулярную массу метана. Подставим значения относительных атомных масс и получим 16.

Mr (CH₄) = Ar (C) + Ar (H) · 4 = 12 + 1 · 4 = 16

Затем найдём массовую долю углерода в метане. Для этого 12 умножим на 1 и разделим на 16. В результате образуется 0,75, или 75 %.

Для того, чтобы найти массовую долю водорода в метане, следует от 1 вычесть массовую долю углерода. Получается 0,25, или 25 %.

Пирит, или золотая обманка, имеет ярко-жёлтый золотистый цвет, похож на золото, поэтому и получил название «золото дураков». Испанские завоеватели грабили индейцев ради изделий из пирита и увозили их домой в Европу. Пирит путали с золотом и во время золотой лихорадки на Аляске. Это хорошо описано в книге Джека Лондона. Минерал пирит, состоящий из 46,6 % железа и 53,4 % серы, внешним видом очень напоминает золото. Вычислим химическую формулу пирита.

Обозначим формулу пирита Fe_xS_y. Затем найдём соотношение индексов x и y. Для этого значения массовых долей разделим на относительные атомные массы элементов. Подставим значения и получим соотношение 0,0083 : 0,0167.

Приведём соотношения индексов к целым числам. Для этого нужно каждое значение разделить на меньшее число в соотношении. Получим 1 : 2. Значит, формула пирита FeS₂.

Массовая доля (в процентах) растворенного вещества

Расчеты no определению массовой доли растворенного вещества (в процентах) в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе [c.174]

Массовая доля растворенного вещества, выраженная в процентах, часто называется процентной концентрацией и показывает число граммов растворенного вещества в 100 г раствора. [c.102]

Массовая доля показывает, какую часть от данной массы раствора составляет масса растворенного вещества т . Это безразмерная величина, выражаемая в долях единицы или в процентах (ранее называлась процентной концентрацией). Если обозначить массовую долю через С%, то можно записать [c.18]

Концентрация — это один из способов выражения состава раствора. Кроме того состав раствора выражают через безразмерные относительные величины — доли. Объемная доля — отношение объема растворенного вещества к объему раствора массовая доля — отношение массы растворенного вещества к объему раствора мольная доля — отношение количества растворенного вещества (число молей) к суммарному количеству всех компонентов раствора. Эти величины выражают в долях единицы или в процентах. [c.247]

Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено либо безразмерными единицами — долями или процентами, либо величинами размерными — концентрациями. Ниже приведены наиболее употребляемые в химии способы выражения концентрации растворенного вещества в растворе. Массовая доля (С) — процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора например, С = 9,25% (масс). [c.49]

Массовую долю растворённого вещества в процентах (%) часто называют процентной концентрацией раствора. [c.167]

Массовую долю можно выражать и в процентах. Например, если в 1000 г раствора содержится 12 г хлорида натрия, то массовая доля (%) этого вещества равна [c.69]

Массовая доля растворенного вещества, или процентная концентрация, (Р) — отношение массы растворенного вещества к массе раствора выражается в процентах [% или % (масс.)]. В 100 г 30%-го раствора азотной кислоты содержится 30 г НЫОз и 70 г НгО. [c.132]

Концентрации жидких растворов обычно представляют по одному из двух способов, различающихся тем, что количество отдельных ингредиентов и всей смеси выражают в одних и тех же или разных единицах измерения. По первому способу наиболее употребительны концентрации, выраженные в массовых, объемных или мольных долях (или процентах). Они представляют собой массу, объем или количество молей растворенного вещества, отнесенных соответственно к массе, объему или количеству молей всего раствора или растворителя (для получения процентов результат необходимо умножить на 100). По второму способу наиболее часто пользуются следующими вариантами выражения концентрации моляльностью, т.е. числом молей растворенного вещества в 1 кг растворителя молярностью (мольностью), т.е. числом молей растворенного вещества в 1 л раствора нормальностью, т.е. числом грамм — эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора титрами, т.е. числом граммов (килограммов) растворенного вещества в 1 мл (л) раствора. [c.55]

Массовая доля растворенного вещества (w-дубль-вэ) выражается в долях единицы, процентах (%), промилле %о (тысячная часть) и в миллионных долях (млн ). Массовая доля численно равна отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора [c.58]

Массовую долю растворенного вещества выражают в долях единицы или в процентах. Например, если в 100 г раствора находится 1 г КВг, то vv Br = 0.01 (I»/ )- Такой раствор называют однопроцентным. [c.54]

Массовую долю растворенного вещества обычно выражают в долях единицы или в процентах. Например, массовая доля растворенного вещества — серной кислоты — в воде равна 0,05 или 5%. Это означает, что в растворе серной кислоты массой 100 г содержится серная кислота массой 5 г и вода массой 95 г. [c.140]

Массовая доля — это отношение массы растворенного вещества к массе раствора ее также выражают в долях единицы или в процентах. [c.57]

Массовая доля растворенного вещества А, XV (А) w(A) — 100% т(р — р) w(A) — масса вещества А т(р-р) — масса раствора Проценты (или доли единицы) [c.122]

Метод позволяет титровать микро- и макроколичества вещества, причем точность определения в большинстве случаев составляет доли процента. При массовом анализе методику можно упростить, проводя титрование анализируемого раствора до тех пор, пока потенциал раствора не сравняется с потенциалом в точке эквивалентности последний определяют предварительно по полной кривой титрования. Процесс титрования можно автоматизировать для этого устанавливают некоторое критическое значение потенциала, при котором специальное приспособление прекращает подачу титранта. Для многократного титрования веществ одного типа очень удобно пользоваться автоматическими титра-торами. В некоторых установках используются самописцы, которые существенно облегчают работу экспериментатора. [c.420]

В курсе количественного анализа массовую долю, как правила, измеряют в процентах. Она характеризует содержание компонента в твердом веществе или растворе [c.12]

Массовые проценты массовая доля, процентная концентрация) — отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выраженная в долях единицы или в процентах [c.26]

Массовая доля (н>в) показывает, какую часть массы раствора составляет масса растворенного вещества. Массовая доля — величина безразмерная. Если значение умножить на 100, то получим массовую долю, выраженную в процентах. Запись w (H l, [c.13]

Концентрацию растворов высокомолекулярных соединений обычно выражают в массовых, объемных долях или процентах растворенного вещества, а также числом граммов полимера в 100 мл раствора. [c.95]

При проведении анализа без операции двойного разбавления раствора массовую долю калия в сухом веществе в пересчете на К2О (X и X/) в процентах вычисляют по формулам при анализе удобрений с массовой долей К2О более 25% [c.528]

В научных исследованиях часто пользуются мольными долями, моляльностью или массовыми процентами (они не зависят от температуры). При провес,ении реакций между растворенными веществами удобно пользоваться растворами, концентрация которых выражена через нормальность. [c.141]

Процентная концентрация (или массовая доля, выраженная в процентах) показывает количество гра,ммов растворенного вещества в 100 г раствора (обозначается С асс%, или просто С%). Таким образом, [c.82]

Условные обозначения g — массовый процент С — молярность N — нормальность т — моляльность N2 — молярная доля р — плотность раствора М2 — молекулярная масса растворенного вещества М] — молекулярная масса растворителя Эг —грамм-эквивалент растворенного вещества. [c.144]

Количественный анализ отвечает на вопросов каких количествах компоненты присутствуют в анализируемой пробе. При этом задачей количественного анализа может быть как установление абсолютного количества данного компонента в исследуемой пробе, так и его относительного содержания, т. е. его доли в пробе. Когда анализируемая проба является твердым веществом, относительное содержание обычно выражается в массовых процентах, при анализе растворов — чаще всего в различных единицах концентрации моль/л, г/л, г/мл и др. [c.201]

Равновесное состояние определяется концентрацией насыщения раствора, т. е. растворимостью, которая, как правило, выражается в г/л или кг/м (с), в мольных долях (х), в массовых процентах (С) или числом граммов растворяющегося вещества в 100 г растворителя (я). Если плотность раствора обозначить р (кг/м ), то для указанных величин можно написать следующие переходные формулы [c.11]

Для характеристики состава раствора пользуются концентрациями, выраженными следующим образом мольными и массовыми процентами числом молей в единице массы или объема раствора массой растворенного вещества в граммах на 100 г растюрителя и др. Наиболее часто выражают составы растворов в массовых или мольных долях. [c.61]

К первой группе относятся часто встречающиеся массовые долил массовые проценты, удобные для применения во многих химических расчетах мольные доли и мольные проценты, а также часто используемую моляль-ность, которая указывает число молей растворенного вещества на 1 кг растворителя. Ко второй группе относятся выражения концентрации в виде парциального давления, а также применяемая для разбавленных растворов [c.231]

Массовая доля, гип процентное содержание растворенною вегцества, есть отношение jua u растворенною вещества к Aia e раствора, выраженное в процентах. Так, 12%-ный раствор КОН должен содержать 12 единиц массы КОН в 100 единицах массы раствора, и для его приготовления следует взять 12 единиЦ массы КОН и 88 единиц массы растворителя. [c.49]

Многообразие условий задач создается, во-иервых, те.м, что известное и неизвестное могут относиться то к одним, то к другим веществам. Во-вторых, число вариантов задач увеличивается за счет того, что данные о веществах указываются с ис-пользонанием разных величин массы (в г), количества вещества (в моль), объема (в л), если речь идет о газах. Кроме того, в-третьих, нередко известное дано в неявном виде, например дана масса не чистого вещества, а его раствора с известной массовой долей растворенного вещества (в процентах), или дана масса вещества, загрязненного примесями, массовая доля которых известна. В этих случаях приходится проводить дополнительные вычисления массы (пли объема) чистого вещества. Какие бы ни были варианты, принцип решения всегда одни — составление пропорции пз четырех данных и ее решение. [c.48]

Массовая доля—безразмерная величина. Ее выражают в долях от единищл, в процентах или промилле. Например, водный раствор серной кислоты с массовой долей 10% содержит 10 единиц массы НгЗОд в 100 единицах массы раствора. Следовательно, в 100 единицах массы раствора содержится 10 единиц массы растворенного вещества (в данном случае НзЗОд) и 90 единиц массы растворителя (в данном случае воды). [c.33]

Состав вещества необходимо знать для определения направления и скорости массообменного прЪцесса. Его выражают в массовых процентах (мае. %) и массовых долях или чаще в молярных процентах (мол. %) или молярных долях. Если рассматривать смесь, состоящую из двух компонентов — А и В, и принять, что а — массовой процент легколетучего компонента А Ь = —а — массовый процент компонента В Мд — молекулярная масса комнонен-та Л тИв —молекулярная масса компонента В Ха — молекулярная доля легколетучего вещества А в растворе, то связь между массо-«выми а, й и молярными Ха и Хв долями компонентов выражается формулами [c.153]

Отношение массы (объема, числа молей) растворенного вещества к общей тмассе (объему, числу молей) раствора — массовая (объемная, мольная) доля. Обычно находят отношение этих характеристик для 100 единиц раствора. Полученная таким образом величина в 100 раз больше соответствующей доли и называется массовой (объемной, мольной) процентной концентрацией. Объемные проценты обычно используются как характеристики газовых растворов, массовые и мольные проценты — во всех случаях. [c.99]

Формула нахождения массовой доли раствора в химии. Как находить массовую долю элемента в веществе? Что это такое? Нахождение массовой доли химического элемента

где k — число атомов этого элемента в молекуле.

Какова массовая доля водорода и кислорода в воде (Н 2 О)?

Решение:

M r (Н 2 О) = 2*А r (Н) + 1*А r (О) = 2*1 + 1* 16 = 18

2) Вычисляем массовую долю водорода в воде:

Рис. 1. Оформление решения задачи 1

Рассчитайте массовую долю элементов в веществе H 3 PO 4 .

1) Вычисляем относительную молекулярную массу вещества:

M r (Н 3 РО 4) = 3*А r (Н) + 1*А r (Р) + 4*А r (О)= 3*1 + 1* 31 +4*16 = 98

2) Вычисляем массовую долю водорода в веществе:

3) Вычисляем массовую долю фосфора в веществе:

4) Вычисляем массовую долю кислорода в веществе:

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. — М.: Аванта+, 2003.

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().

4. Видеоурок по теме «Массовая доля химического элемента в веществе» ().

Домашнее задание

1. с.78 № 2 из учебника «Химия: 8-й класс» (П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005).

Что же такое массовая доля? Например, массовая доля химического элемента — это отношении массы элемента к массе всего вещества . Массовая доля может выражаться как в процентах, так и долях.

Где же может применятся массовая доля?

Вот одни из направлений:

Определение элементарного состава сложного химического вещества

Нахождение массы элемента по массе сложного вещества

Для расчетов используется калькулятор Молярная масса вещества онлайн с расширенными данными которые можно увидеть если пользоватся XMPP запросом.

Расчет подобных задач, что указаны выше, при примении этой страницы становятся еще проще, удобнее и точнее. Кстати про точность. В школьных учебниках почему то молярные массы элементов округлены до целых значений, что для решения школьных задач это вполне пригодится, хотя на самом деле молярные массы каждого химического элемента периодически предаются корректировке.

Наш калькулятор не стремится показать высокую точность (выше 5-ти знаков после запятой), хотя в этом нет ничего сложного. В большинстве своем, те атомные массы элементов, которые используют калькулятор, достаточны для решения поставленных задач на определение массовых долей элементов

Но для тех педантов:) , которым важна точность, хотелось бы порекомендовать ссылку Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Element s в которой отображены все химические элементы, их относительные атомные массы, а также массы всех изотопов каждого из элемента.

Вот и все, что хотелось бы сказать. Теперь будем рассматривать конкретные задачи и как их решать. Заметьте что несмотря на то, что они все разнородны, они в своей сути опираются на молярную массу вещества и массовые доли элементов в этом веществе

На начало осени 2017 года, я добавил еще один калькульятор Мольные доли вещества и количество атомов , который поможет решать задачи на массу чистого вещества в сложном веществе, количество моль в веществе и в каждом элементе, а также количество атомов/молекул в веществе.

Примеры

Вычислит массовую долю элементов в меди сульфате CuSO 4

Запрос очень простой, просто пишем формулу и получаем результат который и будет нашим ответом

Как уже сказано в школьных учебниках идет достаточно угрубленные значения, поэтому не удивляйтесь если в ответах бумажных книг Вы увидите Cu = 40% ,O = 40%, S = 20%. Это скажем так «побочные эффекты» упрощения школьного материала, для учеников. Для реальных задач наш ответ (ответ бота) естественно более точен.

Если речь шла о том, что бы выразить в долях а не процентах, то делим проценты каждого из элементов на 100 и получаем ответ в долях.

Сколько натрия содержится в 10 тоннах криолина Na3?

Введем формулу криолина и получим следующие данные

Из полученных данных мы видим, что в 209,9412 количестве вещества содержится 68,96931 количества натрия.

В граммах ли мы будем это измерять, в килограммах или тоннах для соотношения это ничего не меняется.

Теперь осталось построить другое соответствие где у нас есть 10 тон исходного вещества и неизвестное количество натрия

Это получилась типичная пропорция. Можно конечно воспользоваться ботом Расчет пропорций и соотношений но данная пропорция настолько проста, что сделаем это ручками.

209,9412 относится к 10(тоннам) как 68,96391 к неизвестному числу.

Таким образом количество натрия (в тоннах) в криолине составит 68.96391*10/209.9412=3.2849154906231 тонны натрия.

Опять же для школы иногда придется округлять до целого числа массовое содержание элементов в веществе, но ответ фактически не сильно отличается от предыдущего

69*10/210=3.285714

Точность до сотых долей совпадает.

Вычислить сколько кислорода содержится в 50 тоннах фосфата кальция Ca3(PO4)2 ?

Массовые доли заданного вещества следующие

Та же самая пропорция что и в предыдущей задаче 310.18272 относится к 50 (тоннам) так же как и 127.9952 к неизвестной величине

ответ 20,63 тонны кислорода находится в заданной массе вещества.

Если же мы добавим к формуле служебный символ восклицательный знак, говорящий нам о том что задача школьная(используются грубые округления атомных масс до целых чисел), то ответ получим следующий.

Где же может применятся массовая доля?

Вот одни из направлений:

Определение элементарного состава сложного химического вещества

Нахождение массы элемента по массе сложного вещества

Примеры

Вычислит массовую долю элементов в меди сульфате CuSO 4

Запрос очень простой, просто пишем формулу и получаем результат который и будет нашим ответом

Сколько натрия содержится в 10 тоннах криолина Na3?

Введем формулу криолина и получим следующие данные

Из полученных данных мы видим, что в 209,9412 количестве вещества содержится 68,96931 количества натрия.

В граммах ли мы будем это измерять, в килограммах или тоннах для соотношения это ничего не меняется.

209,9412 относится к 10(тоннам) как 68,96391 к неизвестному числу.

Таким образом количество натрия (в тоннах) в криолине составит 68.96391*10/209.9412=3.2849154906231 тонны натрия.

69*10/210=3.285714

Точность до сотых долей совпадает.

Вычислить сколько кислорода содержится в 50 тоннах фосфата кальция Ca3(PO4)2 ?

Массовые доли заданного вещества следующие

ответ 20,63 тонны кислорода находится в заданной массе вещества.

Пропорция будет уже вот такой

310 относится к 50 (тоннам) так же как и 128 к неизвестной величине. И ответ

20,64 тонны

Как то так:)

Удачи в расчетах!!

ТЕМА УРОКА: Массовая доля химического элемента в соединении.

Основные понятия. Массовая доля химического элемента.

Планируемые результаты обучения

Структура урока

I . Организационный этап

II . Актуализация опорных знаний

III . Изучение нового материала

IV . Закрепление. Подведение итогов урока

V . Домашнее задание

Ход урока

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

Актуализация опорных знаний.

Дайте определения: относительной атомной массе, относительной молекулярной массе.

В каких единицах можно измерить относительную атомную массу.

В каких единицах можно измерить относительную молекулярную массу.

Изучение нового материала.

Работа с учебником. Рабочая тетрадь.

Ребята, допустим у нас есть вещество — серная кислота H 2 SO 4,

можем мы ли узнать какие атомы входят в состав соединения.

А их количество?

А в каком массовом соотношении они соединяются?

Вычисление массовых отношений химических

элементов в сложном веществе. (стр. 51)

А как можно узнать в каких массовых отношениях соединены элементы в соединении формула которого H 2 SO 4 ?

m (H ): m (S ): m (O )= 2*2 + 32 + 16*4= 2:32:64 = 1:16:32.

Ребята, а как вы думаете, можем ли мы рассчитать долю каждого элемента в соединении?

Сегодня мы с вами познакомимся с новым понятием массовая доля элемента в соединении.

W — массовая доля элемента в соединении.

n — число атомов элемента.

Mr — относительная молекулярная масса.

Вычисление массовых долей химических элементов

в сложном веществе. (РТ)

1. Изучите алгоритм вычисления массовой доли элемента в соединении.

Задача №1 (РТ)

Вывод химических формул, если известны массовые доли химических элементов,

входящих в состав данного вещества. (РТ)

2. Изучите алгоритм вычисления массовой доли элемента в соединении.

Задача №5 (РТ)

Закрепление изученного материала.

РТ стр. 25 №2.

РТ стр. 27 №6.

Подведение итогов урока.

Какие новые понятия вы узнали сегодня на уроке?

Самостоятельная работа.

Домашнее задание:

изучить §15 стр. 51 — 53;
ответить на вопросы №3,4,7 стр. 53-54 (письменно).

П еречень использованной литературы.

Учебник. Химия 8 класс. авт. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Издательство «Просвещение», 2014.

Рабочая тетрадь по химии. авт. Боровских Т.А.

Что такое массовая доля в химии? Знаете ли вы ответ? Как находить массовую долю элемента в веществе? Сам процесс вычисления вовсе не так сложен. А вы еще испытываете затруднения в подобных задачах? Тогда вам улыбнулась удача, вы нашли эту статью! Интересно? Тогда скорее читайте, сейчас вы все поймете.

Что такое массовая доля?

Итак, для начала выясним, что такое массовая доля. Как находить массовую долю элемента в веществе, ответит любой химик, так как они часто употребляют этот термин при решении задач или во время пребывания в лаборатории. Конечно, ведь ее расчет — их повседневная задача. Чтобы получить определенное количество того или иного вещества в лабораторных условиях, где очень важен точный расчет и все возможные варианты исхода реакций, необходимо знать всего пару простых формул и понимать суть массовой доли. Поэтому эта тема так важна.

Этот термин обозначается символом “w” и читается как “омега”. Он выражает отношение массы данного вещества к общей массе смеси, раствора или молекулы, выражается дробью или в процентах. Формула расчета массовой доли:

w = m вещества / m смеси.

Преобразуем формулу.

Мы знаем, что m=n*M, где m — масса; n — количество вещества, выраженное в единицах измерения моль; M — молярная масса вещества, выраженная в грамм/моль. Молярная масса численно равна молекулярной. Только молекулярная масса измеряется в атомных единицах масс или а. е. м. Такая единица измерения равна одной двенадцатой доле массы ядра углерода 12. Значение молекулярной массы можно найти в таблице Менделеева.

Количество вещества n нужного объекта в данной смеси, равно индексу, умноженному на коэффициент при данном соединении, что очень логично. Например, чтобы рассчитать количество атомов в молекуле, надо узнать, сколько атомов нужного вещества находится в 1 молекуле = индекс, и умножить это число на количество молекул = коэффициент.

Не стоит бояться таких громоздких определений или формул, в них прослеживается определенная логика, поняв которую, можно даже сами формулы не учить. Молярная масса M равна сумме атомных масс A r данного вещества. Напомним, что атомная масса — масса 1 атома вещества. То есть исходная формула массовой доли:

w = (n вещества *M вещества)/m смеси.

Из этого можно сделать вывод, что если смесь состоит из одного вещества, массовую долю которого надо вычислить, то w=1, так как масса смеси и масса вещества совпадают. Хотя смесь априори не может состоять из одного вещества.

Так, с теорией разобрались, но как находить массовую долю элемента в веществе на практике? Сейчас все покажем и расскажем.

Проверка усвоенного материала. Задача легкого уровня

Сейчас мы разберем две задачи: легкого и среднего уровня. Читайте далее!

Необходимо узнать массовую долю железа в молекуле железного купороса FeSO 4 *7 H 2 O. Как решить эту задачу? Рассмотрим решение далее.

Решение:

Возьмем 1 моль FeSO 4 *7 H 2 O, тогда узнаем количество железа, умножив коэффициент железа на его индекс: 1*1=1. Дан 1 моль железа. Узнаем его массу в веществе: из значения в таблице Менделеева видно, что атомная масса железа 56 а. е. м. = 56 грамм/моль. В данном случае A r =M. Следовательно, что m железа = n*M = 1 моль* 56 грамм/моль = 56 г.

Теперь нужно найти массу всей молекулы. Она равна сумме масс исходных веществ, то есть 7 моль воды и 1 моль сульфата железа.

m= (n воды * M воды) + (n сульфата железа *M сульфата железа) = (7 моль*(1*2+16) грамм/моль) + (1 моль* (1 моль*56 грамм/моль+1 моль*32 грамм/моль + 4 моль*16 грамм/моль) = 126+152=278 г.

Остается лишь разделить массу железа на массу соединения:

w=56г/278 г=0.20143885~0.2=20%.

Ответ: 20%.

Задача среднего уровня

Решим более сложную задачу. В 500 г воды растворено 34 г нитрата кальция. Нужно найти массовую долю кислорода в полученном растворе.

Решение

Так как при взаимодействии Ca(NO 3) 2 с водой идет только процесс растворения, а из раствора не выделяются продукты реакции, масса смеси равна сумме масс нитрата кальция и воды.

Нам нужно найти массовую долю кислорода в растворе. Обратим внимание на то, что кислород содержится как в растворенном веществе, так и в растворителе. Найдем количество искомого элемента в воде. Для этого посчитаем моль воды по формуле n=m/M.

n воды =500 г/(1*2+16) грамм/моль=27.7777≈28 моль

Из формулы воды H 2 O найдем, что количество кислорода = количеству воды, то есть 28 моль.

Теперь найдем количество кислорода в растворенном Ca(NO 3) 2 . Для этого узнаем количество самого вещества:

n Ca(NO3)2 =34 г/(40*1+2*(14+16*3)) грамм/моль≈0.2 моль.

n Ca(NO3)2 относится к n O как 1 к 6, что следует из формулы соединения. Значит, n O = 0.2 моль*6 = 1.2 моль. Суммарно количество кислорода равно 1.2 моль+28 моль=29.2 моль

m O = 29.2 моль*16 грамм/моль=467.2 г.

m раствора =m воды + m Ca(NO3) 2= 500 г+34 г=534 г.

Осталось только само вычисление массовой доли химического элемента в веществе:

w O =467.2 г /534 г≈0.87=87%.

Ответ: 87%.

Надеемся, что мы понятно объяснили вам то, как находить массовую долю элемента в веществе. Данная тема вовсе не сложная, если в ней хорошо разобраться. Желаем вам удачи и успехов в будущих начинаниях.

Урок 5. закон постоянства состава веществ. химические формулы. относительная атомная и молекулярная массы. массовая доля химического элемента в соединении — Химия — 8 класс

Закон постоянства состава. Относительная атомная и молекулярная массы. Массовая доля элемента
Атомы, как и молекулы обладают своей массой и размером. Массы атомов очень малы и определить ее путём точных измерений очень трудно, а в XVIII веке было невозможно. Большая заслуга в измерении атомных масс химических элементов принадлежит Джону Дальтону и Йенсу Якобу Берцелиусу, которые первыми попытались определить относительную атомную массу химических элементов.
В настоящее время для измерения массы атомов в качестве эталона принята масса одной двенадцатой части массы атома углерода. Массы атомов измеряют в атомных единицах массы. Такую массу называют относительной атомной массой, её условное обозначение взято от двух английских слов: A – atoms, r – relative (Ar). Значения относительных атомных масс можно узнать по периодической системе химических элементов: Ar (O) = 16. Эта запись означает, что относительная атомная масса кислорода равна 16. При вычислениях обычно используют округлённые значения. Относительную атомную массу хлора округлять до целого числа не принято: Ar (Cl) = 35,5.
Для того чтобы узнать массу молекулы необходимо знать ее состав. Вопрос определения качественного и количественного состава вещества являлся очень важным для дальнейшего развития химии как науки. На рубеже XVIII–XIX веков не было приборов, которые бы точно определяли атомы каких элементов входят в состав вещества, в каких соотношениях. Всё это можно было установить только косвенным путём. Французский химик Жозеф Луи Пруст сформулировал закон постоянства состава веществ: «каждое химически чистое вещество независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный состав». Этот закон дал возможность описывать состав веществ при помощи уже известных символов – знаков химических элементов.
Известно, что в молекуле воды на два атома водорода приходится один атом кислорода: h3O. Химическая формула воды читается «аш-два-о». В серной кислоте на два атома водорода приходится один атом серы и четыре атома кислорода: h3SO4. Химическая формула серной кислоты читается «аш-два-эс-о-четыре». Условную запись состава вещества называют химической формулой. Знаки химических элементов указывают на качественный состав вещества, а индексы – на количественный состав вещества. Если нужно записать несколько молекул вещества, то используют коэффициенты. Тогда 3 молекулы воды можно записать так: 3h3O.
Зная состав вещества, легко определить и относительную массу молекулы. Она обозначается Mr и рассчитывается как сумма масс всех атомов в молекуле. Рассчитаем, чему равна относительная молекулярная масса водорода. Молекула водорода состоит из двух атомов, поэтому химическая формула водорода h3. Относительная молекулярная масса водорода нам известна, поэтому: Mr (h3) = 2 * Ar (H) = 2 * 1 = 2
Так же можно рассчитать и относительную молекулярную массу любой молекулы. Например, молекулы сахара: Mr (C12h32O11) = 12 * Ar (C) + 22 * Ar (H) + 11 * Ar (O) = 12 * 12 + 22 * 1 + 11 * 16 = 342
Ещё одной важной количественной характеристикой вещества является массовая доля химического элемента, т.е. отношения массы всех атомов данного химического элемента к массе вещества. Обозначается массовая доля греческой буквой омега – ω, вычисляется по формуле:
Например, в молекуле сероводорода массовая доля водорода составляет 5,9 %, а серы 94,1 %. Как определить состав сероводорода?
По условию задачи в ста атомных единицах массы (аем) 5,9 атомных единиц массы водорода и 94,1 атомная единица массы серы. Для того чтобы определить соотношения количества атомов водорода и серы в 100 единицах аем сероводорода, разделим значение аем каждого химического элемента на величину его относительной атомной массы.
Получившиеся величины необходимо привести к целочисленным значениям. Сделаем это, разделив оба числа на меньшее из них.
Эти числа принимаются в качестве индексов в простейшей формуле данного вещества.
x = 2; y = 1
Ответ: формула сероводорода h3S.
Справочный материал:
• Закон постоянства состава: «Каждое химически чистое вещество независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный состав» (в начале 20 века было установлено существование веществ с переменным составом)
• Химическая формула – это условная запись состава вещества посредством химических знаков и индексов.
• Индекс – в химической формуле показывает число атомов данного химического элемента в молекуле данного вещества.
• Химический знак (символ) – условное обозначение химического элемента. Первая буква (заглавная) его латинского названия. Иногда добавляется вторая буква – одна из последующих, обязательно строчная.
• Относительная атомная масса – это величина, которая показывает, во сколько раз масса атома химического элемента больше 1/12 массы атома углерода. Условное обозначение Ar.
• Относительная молекулярная масса – это величина, которая показывает, во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Условное обозначение Mr.
• Массовая доля химического элемента в веществе – это отношение массы атомов определённого химического элемента к массе вещества. Представляет собой количественную характеристику вещества. Обозначается ω [омега].

Как найти массовую долю формула химия. Как находить массовую долю элемента в веществе? Что это такое? Вычисление массовых долей химических элементов в сложном веществе

Что такое массовая доля?

w = m вещества / m смеси.

Преобразуем формулу.

w = (n вещества *M вещества)/m смеси.

Проверка усвоенного материала. Задача легкого уровня

Сейчас мы разберем две задачи: легкого и среднего уровня. Читайте далее!

Решение:

Остается лишь разделить массу железа на массу соединения:

w=56г/278 г=0.20143885~0.2=20%.

Ответ: 20%.

Задача среднего уровня

Решение

n воды =500 г/(1*2+16) грамм/моль=27.7777≈28 моль

Из формулы воды H 2 O найдем, что количество кислорода = количеству воды, то есть 28 моль.

Теперь найдем количество кислорода в растворенном Ca(NO 3) 2 . Для этого узнаем количество самого вещества:

n Ca(NO3)2 =34 г/(40*1+2*(14+16*3)) грамм/моль≈0.2 моль.

m O = 29.2 моль*16 грамм/моль=467.2 г.

m раствора =m воды + m Ca(NO3) 2= 500 г+34 г=534 г.

Осталось только само вычисление массовой доли химического элемента в веществе:

w O =467.2 г /534 г≈0.87=87%.

Ответ: 87%.

где k — число атомов этого элемента в молекуле.

Какова массовая доля водорода и кислорода в воде (Н 2 О)?

Решение:

M r (Н 2 О) = 2*А r (Н) + 1*А r (О) = 2*1 + 1* 16 = 18

2) Вычисляем массовую долю водорода в воде:

Рис. 1. Оформление решения задачи 1

Рассчитайте массовую долю элементов в веществе H 3 PO 4 .

1) Вычисляем относительную молекулярную массу вещества:

M r (Н 3 РО 4) = 3*А r (Н) + 1*А r (Р) + 4*А r (О)= 3*1 + 1* 31 +4*16 = 98

2) Вычисляем массовую долю водорода в веществе:

3) Вычисляем массовую долю фосфора в веществе:

4) Вычисляем массовую долю кислорода в веществе:

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. — М.: Аванта+, 2003.

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().

4. Видеоурок по теме «Массовая доля химического элемента в веществе» ().

Домашнее задание

1. с.78 № 2 из учебника «Химия: 8-й класс» (П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005).

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 А x В y 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)

Примеры решения задач на вычисление массовых долей химических элементов в сложном веществе

Пример 1. Определите массовые доли химических элементов в серной кислоте H 2 SO 4 и выразите их в процентах.

1. Вычисляем относительную молекулярную массу серной кислоты:

Mr (H 2 SO 4) = 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 2 O 3 и выразите их в процентах.

1. Вычисляем относительную молекулярную массу оксида алюминия:

Mr(Al 2 O 3) = 27 · 2 + 16 · 3 = 102

2. Вычисляем массовые доли элементов:

ω(Al) = 54: 102 = 0,53 = 53%

ω(O) = 48: 102 = 0,47 = 47%

Как вычислить массовую долю вещества в кристаллогидрате

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 2 O.

Молярная масса BaCl 2 ·2H 2 O составляет:

М(BaCl 2 ·2H 2 O) = 137+ 2 · 35,5 + 2 · 18 = 244 г/моль

Из формулы BaCl 2 ·2H 2 O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль H 2 O. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl 2 ·2H 2 O:

m(h3O) = 2 · 18 = 36 г.

Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl 2 ·2H 2 O.

ω(H 2 O) = m(H 2 O)/m(BaCl 2 · 2H 2 O) = 36 / 244 = 0,1475 = 14,75%.

Пример 2. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag 2 S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.

Определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите:

n(Ag) = m(Ag) / M(Ag) = 5,4 / 108 = 0,05 моль.

Из формулы Ag 2 S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра.

Определяем количество вещества аргентита:

n(Ag 2 S) = 0,5 · n(Ag) = 0,5 · 0,05 = 0,025 моль

Рассчитываем массу аргентита:

m(Ag 2 S) = n(Ag 2 S) · М(Ag2S) = 0,025 · 248 = 6,2 г.

Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г.

ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S) / m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

ТЕМА УРОКА: Массовая доля химического элемента в соединении.

Основные понятия. Массовая доля химического элемента.

Планируемые результаты обучения

Структура урока

I . Организационный этап

II . Актуализация опорных знаний

III . Изучение нового материала

IV . Закрепление. Подведение итогов урока

V . Домашнее задание

Ход урока

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

Актуализация опорных знаний.

Дайте определения: относительной атомной массе, относительной молекулярной массе.

В каких единицах можно измерить относительную атомную массу.

В каких единицах можно измерить относительную молекулярную массу.

Изучение нового материала.

Работа с учебником. Рабочая тетрадь.

Ребята, допустим у нас есть вещество — серная кислота H 2 SO 4,

можем мы ли узнать какие атомы входят в состав соединения.

А их количество?

А в каком массовом соотношении они соединяются?

Вычисление массовых отношений химических

элементов в сложном веществе. (стр. 51)

А как можно узнать в каких массовых отношениях соединены элементы в соединении формула которого H 2 SO 4 ?

m (H ): m (S ): m (O )= 2*2 + 32 + 16*4= 2:32:64 = 1:16:32.

Ребята, а как вы думаете, можем ли мы рассчитать долю каждого элемента в соединении?

Сегодня мы с вами познакомимся с новым понятием массовая доля элемента в соединении.

W — массовая доля элемента в соединении.

n — число атомов элемента.

Mr — относительная молекулярная масса.

Вычисление массовых долей химических элементов

в сложном веществе. (РТ)

1. Изучите алгоритм вычисления массовой доли элемента в соединении.

Задача №1 (РТ)

Вывод химических формул, если известны массовые доли химических элементов,

входящих в состав данного вещества. (РТ)

2. Изучите алгоритм вычисления массовой доли элемента в соединении.

Задача №5 (РТ)

Закрепление изученного материала.

РТ стр. 25 №2.

РТ стр. 27 №6.

Подведение итогов урока.

Какие новые понятия вы узнали сегодня на уроке?

Самостоятельная работа.

Домашнее задание:

изучить §15 стр. 51 — 53;
ответить на вопросы №3,4,7 стр. 53-54 (письменно).

П еречень использованной литературы.

Учебник. Химия 8 класс. авт. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Издательство «Просвещение», 2014.

Рабочая тетрадь по химии. авт. Боровских Т.А.

1. Заполните пропуски в предложениях.

а) В математике «доля» — это отношенеи части к целому. Для расчета массовой доли элемента нужно его относительную атомную массу умножить на число атомов данного элемента в формуле и разделить на относительную молекулярную массу вещества.

б) Сумма массовых долей всех элементов, входящих в состав вещества, равна 1 или 100 %.

2. Запишите математические формулы для нахождения массовых долей элементов, если:

а) формула вещества — P 2 O 5 , M r = 2*31+5*16=142
w(P) = 2*31/132 *100% = 44%
w(O) = 5*16/142*100% = 56% или w(O) = 100-44=56.

б) формула вещства — A x B y
w(A) = Ar(A)*x/Mr(AxBy) * 100%
w(B) = Ar(B)*y / Mr(AxBy) *100%

3. Рассчитывайте массовые доли элементов:

а) в метане (СН 4)

б) в карбонате натрия (Na 2 CO 3)

4. Сравните массовые доли указанных элементов в веществах и поставьте знак или = :

5. В соединении кремния с водородом массовая доля кремния равна 87,5%, водорода 12,5%. Относительная молекулярная масса вещества равна 32. Определите формулу этого соединения.

6. Массовые доли элементов в соединении отражены в диаграмме:

Определите формулу этого вещества, если известно, что его относительная молекулярная масса равна 100.

7. Этилен является природным стимулятором созревания плодов: его накопление в плодах ускоряет их созревание. Чем раньше начинается накопление этилена, тем раньше созревают плоды. Поэтому этилен используют для искусственного ускорения созревания плодов. Выведите формулу этилена, если известно, что массовая доля углерода составляет 85,7%, массовая доля водорода -14,3%. Относительная молекулярная масса этого вещства равна 28.

8. Выведите химическую формулу вещества, если известно, что

а) w(Ca) = 36%, w(Cl) = 64%

б) w(Na) 29,1%, w(S) = 40,5%, w(O) = 30,4%.

9. Ляпис обладает противомикробными свойствами. Раньшего его применяли для прижигания бородавок. В небльших концентрациях он действует как противовоспалительное и вяжущее вредство, но может вызвать ожоги. Выведите формулу ляписа, если известно, что в его состав входит 63,53% серебра, 8,24% азота, 28,23% кислорода.

Массовый процент и массовая фракция Учебное пособие по химии

Массовый процент (массовый процент) Расчет концентрации

Вопрос 1. Водный раствор хлорида калия содержит 78% воды по массе.
Каков массовый процент хлорида калия?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества, хлорида калия (KCl), и растворителя, воды (H ₂ O).
мас.% (Вода) = 78%
мас.% (KCl) =? %
Напишите уравнение для расчета массовых% (KCl):
мас.% _(KCl) + мас.% _{(H ₂ O)} = 100
Перепишите уравнение, чтобы найти% KCl по массе:
мас.% _(KCl) = 100 — мас.% _{(H ₂ O)}
Подставляет значения в уравнение и решает:
мас.% _(KCl) = 100 — 78 = 22%

Вопрос 2. Водный раствор содержит 700 г воды и 45 г гидроксида натрия.
Какой процент по массе гидроксида натрия?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества (NaOH) и растворителя (H ₂ O).
масса _{(H ₂ O)} = 700 г
масса _(NaOH) = 45 г
мас.% (NaOH) =? %
Напишите уравнение для нахождения% масс:
мас.% NaOH = масса _(NaOH) ÷ (масса _(NaOH) + масса _{(H ₂ O)}) × 100
Подставьте значения (все массы должны иметь одинаковые единицы измерения) в уравнение и решите:
мас.% NaOH = 45 ÷ (45 + 700) × 100 = 6.04%

Вопрос 3. Водный раствор содержит 42% этанола по массе.
Какая масса этанола содержится в 250 г раствора?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества (этанол) и растворителя (вода).
мас.% Этанола = 42%
масса _{(раствор)} = масса _{(этанол)} + масса _(вода) = 250 г
масса _{(этанол)} =? грамм
Напишите уравнение для нахождения этанола в% по массе:
мас.% Этанола = масса _{(этанол)} ÷ масса _{(раствор)} × 100
Переставьте уравнение, чтобы найти массу этанола:
масса _{(этанол)} = мас.% Этанола × масса _{(раствор)} ÷ 100
Подставьте значения в уравнение и решите:
масса _{(этанол)} = 42 × 250 ÷ 100 = 105 г

1.НЕ путайте м / м с м / м.
м / м относится к массовой доле
м / м относится к расчету молей, моль = масса ÷ молярная масса

2. НЕ путайте процентную массовую (или массовую) концентрацию с процентной концентрацией массового отношения.
процентов по массе = масса (растворенного вещества) ÷ масса (раствор) × 100
массовое соотношение процентная концентрация = масса (растворенного вещества) ÷ масса (растворитель) × 100

Молярная доля и молярный процент

Цель обучения

Рассчитайте мольную долю и мольный процент для заданной концентрации смеси

Ключевые моменты

Мольная доля описывает количество молекул (или молей) одного компонента, деленное на общее количество молекул (или молей) в смеси.
Молярная доля полезна, когда два реактивных компонента смешиваются вместе, так как соотношение двух компонентов известно, если известна мольная доля каждого.
Умножение мольной доли на 100 дает молярный процент, который описывает то же самое, что и мольная доля, только в другой форме. Мольные доли могут быть получены из различных концентраций, включая составы молярности, молярности и массовых процентов.

Условия

мольная доля Отношение количества молей одного компонента в смеси к общему количеству молей.
моль — основная единица СИ для количества вещества; количество вещества, которое содержит столько же элементарных единиц, сколько атомов в 0,012 кг углерода-12.

Молярная доля

В химии мольная доля, x _i , определяется как количество молей компонента, n _i , деленное на общее количество молей всех компонентов в смеси, n _тот :

[латекс] x_ {i} = \ frac {n_ {i}} {n_ {tot}} [/ латекс]

Мольные доли безразмерны, а сумма всех мольных долей в данной смеси всегда равна 1.

Свойства мольной доли

Мольная доля очень часто используется при построении фазовых диаграмм. Имеет ряд преимуществ:

Она не зависит от температуры, в отличие от молярной концентрации, и не требует знания плотности фазы (фаз).
Смесь с известными мольными долями может быть приготовлена путем взвешивания соответствующих масс компонентов.
Мера симметричная; в мольных долях x = 0.1 и x = 0,9, роли «растворителя» и «растворенного вещества» обратимы.
В смеси идеальных газов мольную долю можно выразить как отношение парциального давления к общему давлению смеси.

Мольная доля в растворе хлорида натрия Мольная доля увеличивается пропорционально массовой доле в растворе хлорида натрия.

Молярный процент

Умножение мольной доли на 100 дает мольный процент, также называемый процентным соотношением количество / количество (сокращенно n / n%).Для общей химии все мольные проценты смеси составляют в сумме 100 мольных процентов. Мы можем легко преобразовать молярный процент обратно в мольную долю, разделив на 100. Таким образом, мольная доля 0,60 равна 60,0% молярного процента.

Расчеты с молярной долей и мольным процентом

Молярная доля в смесях

Смесь газов была образована путем объединения 6,3 моль O ₂ и 5,6 моль N ₂. Какая мольная доля азота в смеси?

Сначала мы должны найти общее количество молей с n _всего = n _N2 + n _O2.

[латекс] n_ {всего} = 6,3 \ моль + 5,6 \ моль = 11,9 \ моль [/ латекс].

Затем мы должны разделить моли N ₂ на общее количество молей:

[латекс] x (\ text {мольная доля}) = (\ frac {\ text {моль} N_2} {\ text {моль} N_2 + \ text {моль} O_2}) = (\ frac {5.6 \ text { молей}} {11.9 \ text {moles}}) = 0,47 [/ латекс]

Мольная доля азота в смеси составляет 0,47.

Молярная доля в растворах

Молярная доля также может применяться в случае растворов.Например, 0,100 моль NaCl растворяют в 100,0 мл воды. Какая мольная доля NaCl?

Нам дано количество молей NaCl, но объем воды. Сначала мы преобразуем этот объем в массу, используя плотность воды (1,00 г / мл), а затем преобразуем эту массу в моль воды:

[латекс] 100 \ мл \ H_2O \ times (\ frac {1.0g} {1mL}) = 100.0 \ g \ H_2O \ times (\ frac {1 \ text {moles}} {18.0 г}) = 5.55 \ text {молес} H_2O [/ латекс]

С помощью этой информации мы можем найти общее количество присутствующих родинок: 5.55 + 0,100 = 5,65 моль. Если разделить моли NaCl на общее количество молей, мы найдем мольную долю этого компонента:

[латекс] x = (\ frac {0.100 \ text moles} {5.65 \ text moles}) = 0,0176 [/ latex]

Мы находим, что мольная доля NaCl составляет 0,0176.

Молярная доля с многокомпонентными смесями

Мольные доли также могут быть найдены для смесей, состоящих из нескольких компонентов. К ним относятся не иначе, чем раньше; опять же, общая мольная доля смеси должна быть равна 1.

Например, раствор образуется при смешивании 10,0 г пентана (C ₅ H ₁₂), 10,0 г гексана (C ₆ H ₁₄) и 10,0 г бензола (C ₆ H ₆). Какая мольная доля гексана в этой смеси?

Сначала мы должны определить количество молей, присутствующих в 10,0 г каждого компонента, с учетом их химической формулы и молекулярной массы. Количество молей каждого находится путем деления его массы на соответствующую молекулярную массу.Мы обнаружили, что имеется 0,138 моль пентана, 0,116 моль гексана и 0,128 моль бензола.

Мы можем найти общее количество молей, взяв сумму всех молей: 0,138 + 0,116 + 0,128 = 0,382 общих молей. Если разделить моли гексана на общее количество молей, мы вычислим мольную долю:

[латекс] x = (\ frac {0,116 \ text {moles}} {0,382 \ text {moles}}) = 0,303 [/ латекс]

Мольная доля гексана составляет 0,303.

Молярная доля от моляльности

Мольную долю можно также рассчитать по моляльности.Если у нас есть 1,62 м раствор столового сахара (C ₆ H ₁₂ O ₆) в воде, какова мольная доля столового сахара?

Поскольку нам дана моляльность, мы можем преобразовать ее в эквивалентную мольную долю, которая уже является массовым соотношением; помните, что моляльность = моль растворенного вещества / кг растворителя. Учитывая определение моляльности, мы знаем, что у нас есть раствор, содержащий 1,62 моля сахара и 1,00 кг (1000 г) воды. Поскольку мы знаем количество молей сахара, нам нужно найти количество молей воды, используя его молекулярный вес:

[латекс] 1000 \ г \ H_2O \ times (\ frac {1 \ моль} {18.0 \ g}) = 55,5 \ text {moles} H_2O [/ latex]

Общее количество молей — это сумма молей воды и сахара, или 57,1 молей всего раствора. Теперь мы можем найти мольную долю сахара:

[латекс] x = (\ frac {1,62 \ text {моль сахара}} {57,1 \ text {моль раствора}}) = 0,0284 [/ латекс]

При мольной доле 0,0284 мы видим, что имеем 2,84% раствор сахара в воде.

Молярная доля от массового процента

Мольную долю можно также рассчитать из массовых процентов.Какова мольная доля коричной кислоты с мольным процентом 50,00% мочевины в коричной кислоте? Молекулярная масса мочевины составляет 60,16 г / моль, а молекулярная масса коричной кислоты составляет 148,16 г / моль.

Во-первых, мы предполагаем общую массу 100,0 г, хотя можно принять любую массу. Это означает, что у нас есть 50,0 г мочевины и 50,0 г коричной кислоты. Затем мы можем рассчитать количество присутствующих молей, разделив каждый на его молекулярный вес. У нас 0,833 моль мочевины и 0,388 моль коричной кислоты, так что у нас 1.Всего 22 моля.

Чтобы найти мольную долю, разделим количество молей коричной кислоты на общее количество молей:

[латекс] x = (\ frac {.388 \ text {моль коричной кислоты}} {1,22 \ text {моль раствор}}) = 0,318 [/ латекс]

Мольная доля коричной кислоты составляет 0,318.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Конспект лекций RMP

Переменные процесса: Состав

Большинство материальных потоков в технологических установках представляют собой смеси соединений.Мы описываем состав потока по-разному.

Состав фракций

Доли композиции могут быть основаны на массе или на молях.

Вы переводите «дробь» в «процент», умножая на 100.

Используемые единицы измерения массы не имеют значения, пока верхний и внизу соотношения используются те же единицы:

ПРИМЕР: Поток содержит 20 г газообразного кислорода, 70 г азота, 5 г гелия и 5 г водорода.Найти массовую и мольную доли, масса и составы в мольных процентах.

Во-первых, вам нужно найти массу каждого компонента (заданную), общую массу (добавить их вверх). Вам также необходимо рассчитать количество молей каждого компонента (разделить масса по молекулярной массе) и общее количество молей.

Теперь у вас есть все необходимое для расчета фракций состава. Результаты дроби можно проверить, сложив их — они должны равняться 1,0. Умножьте фракции на 100, чтобы получить процентный состав.

Единица концентрации, часто встречающаяся при использовании в окружающей среде, составляет частей на млн или частей на миллион . Это граммы растворенного вещества в 1 миллион граммах решение. PPM (или ppb) — это особый вид массовой доли.

Часто вам дают состав в процентном или дробном виде, но для решения проблемы вам необходимо знать массы отдельных компонентов (если только перевести в молярный состав). Позаботьтесь об этом, приняв основа 1 кг, 100 моль и др.и работать оттуда. Ведь если смесь состоит из 21 мольного процента кислорода, не имеет значения, если у вас есть 5 г или 30 фунтов или 200 моль — процентный или фракционный состав такой же.

ПРИМЕР: Воздух содержит около 78 мольных процентов азота, 21 молярный процент. кислород и 1 процент аргона. Каков его массовый состав?

Вы не знаете, сколько у вас воздуха (общее количество молей или общая масса), но это не имеет значения. Поэтому выберите базовую сумму, при которой расчет легкий.Когда составы даны в процентах, за основу принимается 100 всегда хорошо, так как не требует умножения или деления. Я думаю, я буду работайте в фунтах-молях.

ОСНОВА: 100 моль воздуха ЗАПИШИТЕ!

Средняя молекулярная масса смеси рассчитывается из молярный состав и молекулярная масса. Это средневзвешенное значение — молекулярные массы усредняются с использованием мольных долей в качестве веса.

ПРИМЕР: Рассчитайте средний молекулярный вес воздуха.

Предположим, что воздух состоит на 79 мол.% Азота и 21 мол.% Кислорода.

ОСНОВА: 1 гмоль воздуха.

Таким образом, после учета значащих цифр ответ будет 29 г / моль.

НЕ следует пытаться рассчитать среднюю плотность или средний удельный вес. с использованием средневзвешенного арифметического. Если вы посмотрите, что это делает, единицы не получается. Вы должны использовать взвешенное гармоническое среднее.

Концентрация

Часто используются термины «состав» и «концентрация». взаимозаменяемо.На этом этапе мы хотим прояснить разницу. Концентрация основана на объеме и является одним из способов выражения состав. Массовая концентрация — это масса компонента на единицу объема, аналогично молярная концентрация равна молей на единицу объема.

ПРИМЕР: Если я растворю 1 г соли в 1000 литров воды, что концентрация смеси?

Предположим, что объемов добавки.

Концентрация — это граммы растворенного вещества, деленные на объем смеси (вода и растворенное вещество).

Чтобы упростить задачу, обратите внимание, что объем соли, вероятно, очень велик. намного меньше, чем у воды; следовательно, пренебрежем громкостью соль. НАПИШИТЕ «Предположим, что количество соли незначительно». Если бы это была важная проблема, мы, вероятно, захотели бы вернуться и обосновать наше предположение, посмотрев плотность соли и оценив, как Во многом предположение изменило ответ.

В этом примере я предполагал дополнительные объемы. Вообще говоря, если мы добавить 1 м ³ компонента A к 1 м ³ компонента B, мы не может быть уверенно получить 2 м ³ смеси.Когда это правда, мы говорим, что «объемы прибавляются» или что «объем добавляется».

Объемы складываются только в том случае, если смесь «идеальная». Детали Идеальность будет обсуждаться в термодинамике ЧЭ, но пока мы обычно примем идеальных решений. Это, наверное, нормально, если все компоненты аналогичны, и если температура и давление не крайность, но необходимо заявить об идеальности.

Когда концентрация рассчитывается в гмоль / литр, она называется Молярность , сокращенно M.

ПРИМЕР: Сколько КОН содержится в 5 мл 2 М раствора?

Концентрация — это граммы растворенного вещества, деленные на объем смеси (вода и растворенное вещество).

Вы ДОЛЖНЫ иметь возможность переключаться между объемным, массовым и молярным составами и течет быстро и без борьбы. Иначе все проблемы в этом классе займет намного больше времени, чем следовало бы.

Умный инженер обычно будет работать с проблемами в массе или кроте единиц, конвертируя при необходимости в единицы объема и обратно.Пытаюсь работать Проблемы в основном в единицах объема часто являются источником проблем.

Ссылки:

Р.М. Felder & R.W. Rousseau, Элементарные основы химии Процессы (2-е изд.), Джон Вили, 1986, стр. 50-55.
Д.М. Химмельблау, Основные принципы и расчеты в химической Engineering (6-е изд.), Prentice Hall, 1996, стр. 16-17, 22-26.

R.M. Цена
Оригинал: 02.06.94
Изменен: 24.08.95, 14.08.96, 26.08.98; 24.05.2004

13.3: Единицы концентрации — Chemistry LibreTexts

Цель обучения этого модуля — описать концентрацию решения таким образом, который наиболее подходит для конкретной проблемы или приложения.

Существует несколько различных способов количественного описания концентрации раствора. Например, молярность была введена в главе 4 как удобный способ описания концентраций раствора для реакций, которые проводятся в растворе.Мольные доли, введенные в главе 10, используются не только для описания концентраций газа, но и для определения давления пара смесей подобных жидкостей. В примере 4 рассматриваются методы расчета молярности и мольной доли раствора, когда массы его компонентов известны.

Пример 4
Коммерческий уксус по существу представляет собой раствор уксусной кислоты в воде. Бутылка уксуса содержит 3,78 г уксусной кислоты на 100.0 г раствора. Предположим, что плотность раствора составляет 1,00 г / мл. Какова его молярность? Какова его мольная доля? Дано : масса вещества и масса и плотность раствора Запрошено : молярность и мольная доля Стратегия : Рассчитайте количество молей уксусной кислоты в образце. Затем рассчитайте количество литров раствора по его массе и плотности.Используйте эти результаты, чтобы определить молярность раствора. Определите массу воды в пробе и рассчитайте количество молей воды. Затем определяют мольную долю уксусной кислоты, разделив количество молей уксусной кислоты на общее количество молей веществ в образце. Раствор : A Молярность — это количество молей уксусной кислоты на литр раствора. Мы можем рассчитать количество молей уксусной кислоты, разделив ее массу на ее молярную массу.Объем раствора равен его массе, деленной на его плотность. Расчеты следующие: \ [моль \; CH_3CO_2H = \ dfrac {3.78 \; \ cancel {g} \; CH_3CO_2H} {60,05 \; \ cancel {г} / моль} = 0,0629 \; моль \] \ [объем = \ dfrac {масса} {плотность} = \ dfrac {100,0 \; \ cancel {g} \; решение} {1.00 \; \ cancel {g} / mL} = 100 \; мл \] \ [молярность \; из\; CH_3CO_2H = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {\ text {литровый раствор}} = \ dfrac {0,0629 \; моль \; CH_3CO_2H} {(100 \; \ cancel {mL}) (1 \; L / 1000 \; \ cancel {mL})} = 0,629 \; M \; CH_3CO_2H \] Этот результат имеет интуитивный смысл.Если 100,0 г водного раствора (равного 100 мл) содержит 3,78 г уксусной кислоты, то 1 л раствора будет содержать 37,8 г уксусной кислоты, что немного больше, чем \ (\ frac {1} {2} \) крот. Однако имейте в виду, что масса и объем раствора связаны его плотностью; концентрированные водные растворы часто имеют плотность более 1,00 г / мл. B Чтобы рассчитать мольную долю уксусной кислоты в растворе, нам необходимо знать количество молей уксусной кислоты и воды. Количество молей уксусной кислоты равно 0.0629 моль, как рассчитано в части (а). Мы знаем, что в 100,0 г уксуса содержится 3,78 г уксусной кислоты; следовательно, раствор также содержит (100,0 — 3,78 г) = 96,2 г воды. Имеем \ [молей \; H_2O = \ dfrac {96.2 \; \ cancel {g} \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g} / mol} = 5,34 \; моль \; H_2O \] Мольная доля \ (X \) уксусной кислоты — это отношение количества молей уксусной кислоты к общему количеству молей присутствующих веществ: \ [X_ {CH_3CO_2H} = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {моль \; CH_3CO_2H + моль \; H_2O} = \ dfrac {0.{−2} \] Этот ответ тоже имеет смысл. Молей воды примерно в 100 раз больше, чем молей уксусной кислоты, поэтому соотношение должно быть примерно 0,01.

Пример 4

Коммерческий уксус по существу представляет собой раствор уксусной кислоты в воде. Бутылка уксуса содержит 3,78 г уксусной кислоты на 100.0 г раствора. Предположим, что плотность раствора составляет 1,00 г / мл.

Какова его молярность?
Какова его мольная доля?

Дано : масса вещества и масса и плотность раствора

Запрошено : молярность и мольная доля

Стратегия :

Рассчитайте количество молей уксусной кислоты в образце. Затем рассчитайте количество литров раствора по его массе и плотности.Используйте эти результаты, чтобы определить молярность раствора.
Определите массу воды в пробе и рассчитайте количество молей воды. Затем определяют мольную долю уксусной кислоты, разделив количество молей уксусной кислоты на общее количество молей веществ в образце.

Раствор :

A Молярность — это количество молей уксусной кислоты на литр раствора. Мы можем рассчитать количество молей уксусной кислоты, разделив ее массу на ее молярную массу.Объем раствора равен его массе, деленной на его плотность. Расчеты следующие:

\ [моль \; CH_3CO_2H = \ dfrac {3.78 \; \ cancel {g} \; CH_3CO_2H} {60,05 \; \ cancel {г} / моль} = 0,0629 \; моль \]

\ [объем = \ dfrac {масса} {плотность} = \ dfrac {100,0 \; \ cancel {g} \; решение} {1.00 \; \ cancel {g} / mL} = 100 \; мл \]

\ [молярность \; из\; CH_3CO_2H = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {\ text {литровый раствор}} = \ dfrac {0,0629 \; моль \; CH_3CO_2H} {(100 \; \ cancel {mL}) (1 \; L / 1000 \; \ cancel {mL})} = 0,629 \; M \; CH_3CO_2H \]

Этот результат имеет интуитивный смысл.Если 100,0 г водного раствора (равного 100 мл) содержит 3,78 г уксусной кислоты, то 1 л раствора будет содержать 37,8 г уксусной кислоты, что немного больше, чем \ (\ frac {1} {2} \) крот. Однако имейте в виду, что масса и объем раствора связаны его плотностью; концентрированные водные растворы часто имеют плотность более 1,00 г / мл.

B Чтобы рассчитать мольную долю уксусной кислоты в растворе, нам необходимо знать количество молей уксусной кислоты и воды. Количество молей уксусной кислоты равно 0.0629 моль, как рассчитано в части (а). Мы знаем, что в 100,0 г уксуса содержится 3,78 г уксусной кислоты; следовательно, раствор также содержит (100,0 — 3,78 г) = 96,2 г воды. Имеем

\ [молей \; H_2O = \ dfrac {96.2 \; \ cancel {g} \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g} / mol} = 5,34 \; моль \; H_2O \]

Мольная доля \ (X \) уксусной кислоты — это отношение количества молей уксусной кислоты к общему количеству молей присутствующих веществ:

\ [X_ {CH_3CO_2H} = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {моль \; CH_3CO_2H + моль \; H_2O} = \ dfrac {0.{−2} \]

Этот ответ тоже имеет смысл. Молей воды примерно в 100 раз больше, чем молей уксусной кислоты, поэтому соотношение должно быть примерно 0,01.

Упражнение 5
Раствор газа \ (HCl), растворенный в воде (продается как «соляная кислота», раствор, используемый для очистки поверхностей кладки), имеет 20,22 г \ (HCl \) на 100,0 г раствора, а его плотность составляет 1,10 г / мл. Какова его молярность? Какова его мольная доля? Ответ : 6.10 M HCl XHCl = 0,111

Упражнение 5

Раствор газа \ (HCl), растворенный в воде (продается как «соляная кислота», раствор, используемый для очистки поверхностей кладки), имеет 20,22 г \ (HCl \) на 100,0 г раствора, а его плотность составляет 1,10 г / мл.

Какова его молярность?
Какова его мольная доля?

Ответ :

6.10 M HCl
XHCl = 0,111

Концентрация раствора также может быть описана его моляльностью (м), числом молей растворенного вещества на килограмм растворителя:

\ [\ text {моляльность (m)} = \ dfrac {\ text {моль растворенного вещества}} {\ text {килограмм растворенного вещества}} \ tag {13.5} \]

Таким образом, молярность имеет тот же числитель, что и молярность (количество молей растворенного вещества) но другой знаменатель (килограмм растворителя, а не литр раствора).Для разбавленных водных растворов молярность и молярность почти одинаковы, поскольку разбавленные растворы в основном являются растворителями. Таким образом, поскольку плотность воды в стандартных условиях очень близка к 1,0 г / мл, объем 1,0 кг \ (H_2O \) в этих условиях очень близок к 1,0 л, а 0,50 М раствор \ (KBr \) в воде, например, имеет примерно такую же концентрацию, как раствор 0,50 моль.

Другой распространенный способ описания концентрации — это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.{9} \ tag {13.8} \]

В науках о здоровье концентрация раствора часто выражается в частях на тысячу (ppt), обозначенных как пропорции. Например, адреналин, гормон, вырабатываемый в условиях сильного стресса, доступен в виде раствора 1: 1000 или одного грамма адреналина на 1000 г раствора.

На этикетках бутылок с коммерческими реагентами содержание часто указывается в процентах по массе. Например, серная кислота продается в виде 95% -ного водного раствора или 95 г \ (H_2SO_4 \) на 100 г раствора.Части на миллион и части на миллиард используются для описания концентраций сильно разбавленных растворов. Эти измерения соответствуют миллиграммам и микрограммам растворенного вещества на килограмм раствора соответственно. Для разбавленных водных растворов это равно миллиграммам и микрограммам растворенного вещества на литр раствора (при плотности 1,0 г / мл).

Пример 5
Несколько лет назад миллионы бутылок с минеральной водой были загрязнены бензолом на уровне частей на миллион.Этот инцидент привлек большое внимание, поскольку смертельная концентрация бензола у крыс составляет 3,8 промилле. Образец минеральной воды объемом 250 мл содержит 12,7 частей на миллион бензола. Поскольку загрязненная минеральная вода представляет собой очень разбавленный водный раствор, мы можем предположить, что ее плотность составляет приблизительно 1,00 г / мл. Какова молярность раствора? Какая масса бензола в пробе? Дано : объем образца, концентрация растворенного вещества и плотность раствора Запрошено : молярность растворенного вещества и масса растворенного вещества в 250 мл Стратегия : Использовать концентрацию растворенного вещества в миллионных долях для расчета молярности. Используйте концентрацию растворенного вещества в частях на миллион, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в указанном объеме раствора. Решение : а. A Чтобы рассчитать молярность бензола, нам нужно определить количество молей бензола в 1 л раствора. Мы знаем, что раствор содержит 12,7 промилле бензола. Поскольку 12,7 частей на миллион эквивалентно 12,7 мг / 1000 г раствора, а плотность раствора составляет 1,00 г / мл, раствор содержит 12.{2 +} \) находятся в стакане воды на 8 унций. Ответ : 4,3 × 10-8 M; 2 × 10-6 г

Пример 5

Несколько лет назад миллионы бутылок с минеральной водой были загрязнены бензолом на уровне частей на миллион.Этот инцидент привлек большое внимание, поскольку смертельная концентрация бензола у крыс составляет 3,8 промилле. Образец минеральной воды объемом 250 мл содержит 12,7 частей на миллион бензола. Поскольку загрязненная минеральная вода представляет собой очень разбавленный водный раствор, мы можем предположить, что ее плотность составляет приблизительно 1,00 г / мл.

Какова молярность раствора?
Какая масса бензола в пробе?

Дано : объем образца, концентрация растворенного вещества и плотность раствора

Запрошено : молярность растворенного вещества и масса растворенного вещества в 250 мл

Стратегия :

Использовать концентрацию растворенного вещества в миллионных долях для расчета молярности.
Используйте концентрацию растворенного вещества в частях на миллион, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в указанном объеме раствора.

Решение :

а. A Чтобы рассчитать молярность бензола, нам нужно определить количество молей бензола в 1 л раствора. Мы знаем, что раствор содержит 12,7 промилле бензола. Поскольку 12,7 частей на миллион эквивалентно 12,7 мг / 1000 г раствора, а плотность раствора составляет 1,00 г / мл, раствор содержит 12.{2 +} \) находятся в стакане воды на 8 унций.

Ответ : 4,3 × 10-8 M; 2 × 10-6 г

Как химики решают, какие единицы концентрации использовать для конкретного применения? Хотя молярность обычно используется для выражения концентраций для реакций в растворе или для титрования, у нее есть один недостаток: молярность — это число молей растворенного вещества, деленное на объем раствора, а объем раствора зависит от его плотности, которая является функцией температуры.Поскольку мерная стеклянная посуда калибруется при определенной температуре, обычно 20 ° C, молярность может отличаться от исходного значения на несколько процентов, если раствор готовится или используется при существенно другой температуре, например 40 ° C или 0 ° C. Для многих приложений это может не быть проблемой, но для точной работы эти ошибки могут стать важными. Напротив, мольная доля, моляльность и массовый процент зависят только от масс растворенного вещества и растворителя, которые не зависят от температуры.

Мольная доля не очень полезна для экспериментов, включающих количественные реакции, но она удобна для расчета парциального давления газов в смесях, как мы видели в главе 10. Как вы узнаете в разделе 13.5, мольные доли также полезны для расчет давления пара некоторых типов растворов. Моляльность особенно полезна для определения того, как такие свойства, как температура замерзания или кипения раствора, меняются в зависимости от концентрации растворенного вещества. Поскольку массовые проценты и части на миллион или миллиард — это просто разные способы выражения отношения массы растворенного вещества к массе раствора, они позволяют нам выразить концентрацию вещества, даже если молекулярная масса вещества неизвестна. .Единицы ppb или ppm также используются для выражения очень низких концентраций, например, остаточных примесей в пищевых продуктах или загрязнителей в исследованиях окружающей среды.

В таблице 13.5 приведены различные единицы концентрации и типичные области применения для каждой. Когда молярная масса растворенного вещества и плотность раствора известны, на практике становится относительно легко преобразовать единицы концентрации, которые мы обсуждали, как показано в Примере 6.

Таблица 13.5 различных единиц для выражения концентраций растворов *

Единица	Определение	Приложение
* Молярность раствора зависит от температуры, но другие единицы, показанные в этой таблице, не зависят от температура.
молярность (M)	моль растворенного вещества / литр раствора (моль / л)	Используется для количественных реакций в растворе и титрования; масса и молекулярная масса растворенного вещества и объем раствора известны.
мольная доля (X)	моль растворенного вещества / общее количество присутствующих моль (моль / моль)	Используется для парциальных давлений газов и давлений паров некоторых растворов; масса и молекулярная масса каждого компонента известны.
моляльность (м)	моль растворенного вещества / кг растворителя (моль / кг)	Используется для определения того, как коллигативные свойства изменяются в зависимости от концентрации растворенного вещества; массы и молекулярная масса растворенного вещества известны.
массовый процент (%)	[масса растворенного вещества (г) / масса раствора (г)] × 100	Полезно, когда массы известны, но неизвестны молекулярные массы.
частей на тысячу (ppt)	[масса растворенного вещества / масса раствора] × 103 (г растворенного вещества / кг раствора)	Используемое в науках о здоровье соотношение растворов обычно выражается в виде пропорции, например 1 : 1000.
частей на миллион (ppm)	[масса растворенного вещества / масса раствора] × 106 (мг растворенного вещества / кг раствора)	Используется для следовых количеств; массы известны, но молекулярные массы могут быть неизвестны.
частей на миллиард (ppb)	[масса растворенного вещества / масса раствора] × 109 (мкг растворенного вещества / кг раствора)	Используется для следовых количеств; массы известны, но молекулярные массы могут быть неизвестны.

Пример 6
Водка по существу представляет собой раствор чистого этанола в воде. Типичная водка продается как «крепость 80», что означает, что она содержит 40,0% этанола по объему. Плотность чистого этанола 0,789 г / мл при 20 ° C. Если мы предположим, что объем раствора — это сумма объемов компонентов (что не совсем правильно), вычислите следующее для этанола в водке крепостью 80. массовый процент молярная доля молярность молярность Учитывая : объемный процент и плотность Запрошенный : массовый процент, мольная доля, молярность и молярность Стратегия : Используйте плотность растворенного вещества, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в 100 единицах.0 мл раствора. Рассчитайте массу воды в 100,0 мл раствора. Определите массовый процент растворенного вещества, разделив массу этанола на массу раствора и умножив на 100. Преобразуйте граммы растворенного вещества и растворителя в моли растворенного вещества и растворителя. Рассчитайте мольную долю растворенного вещества, разделив количество молей растворенного вещества на общее количество молей веществ, присутствующих в растворе. Рассчитайте молярность раствора: количество молей растворенного вещества на литр раствора.Определите молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на килограммы растворителя. Решение : Ключом к этой проблеме является использование плотности чистого этанола для определения массы этанола (\ (CH_3CH_2OH \)), сокращенно EtOH, в заданном объеме раствора. Затем мы можем рассчитать количество молей этанола и концентрацию этанола в любых требуемых единицах измерения. A Поскольку нам дан объемный процент, мы предполагаем, что у нас есть 100.0 мл раствора. Таким образом, объем этанола будет составлять 40,0% от 100,0 мл или 40,0 мл этанола, а объем воды будет составлять 60,0% от 100,0 мл или 60,0 мл воды. Масса этанола получается из его плотности: \ [масса \; из\; EtOH = (40,0 \; \ cancel {mL}) \ left (\ dfrac {0,789 \; g} {\ cancel {mL}} \ right) = 31,6 \; грамм\; EtOH \] Если принять плотность воды 1,00 г / мл, масса воды будет 60,0 г. Теперь у нас есть вся информация, необходимая для расчета концентрации этанола в растворе. B Массовый процент этанола — это отношение массы этанола к общей массе раствора, выраженное в процентах: \ [\% EtOH = \ left (\ dfrac {масса \; of \; EtOH } {масса \; of \; solution} \ right) (100) = \ left (\ dfrac {31.6 \; \ cancel {g} \; EtOH} {31.6 \; \ cancel {g} \; EtOH +60.0 \ ; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) (100) = 34,5 \% \] C Мольная доля этанола — это отношение количества молей этанола к общему количеству молей веществ в решение.Поскольку 40,0 мл этанола имеет массу 31,6 г, мы можем использовать молярную массу этанола (46,07 г / моль) для определения количества молей этанола в 40,0 мл: \ [моль \; EtOH = (31,6 \; \ cancel {g \; EtOH}) \ left (\ dfrac {1 \; mol} {46.07 \; \ cancel {g \; EtOH}} \ right) = 0,686 \; mol \; CH_3CH_2OH \] Аналогично, количество молей воды равно \ [моль \; H_2O = (60.0 \; \ cancel {g \; H_2O}) \ left (\ dfrac {1 \; mol \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g \; H_2O}} \ right) = 3.33 \; моль \; H_2O \] Таким образом, мольная доля этанола составляет \ [X_ {EtOH} = \ dfrac {0.686 \; \ cancel {mol}} {0,686 \; \ cancel {mol} + 3.33 \; \ cancel {mol}} = 0.171 \] D Молярность раствора — это количество молей этанола на литр раствора. Мы уже знаем количество молей этанола на 100,0 мл раствора, поэтому молярность равна \ [M_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0,686 \; моль} {100 \; \ cancel {mL}} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel {mL}} {L} \ right) = 6,86 \; M \] Моляльность раствора — это количество молей этанола на килограмм растворителя. Потому что мы знаем количество молей этанола в 60.0 г воды, расчет снова прост: \ [m_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0.686 \; mol \; EtOH} {60.0 \; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel {g}} {kg} \ right) = \ dfrac {11.4 \; моль \; EtOH} {кг \; H_2O} = 11,4 \; m \]

Пример 6

Водка по существу представляет собой раствор чистого этанола в воде. Типичная водка продается как «крепость 80», что означает, что она содержит 40,0% этанола по объему. Плотность чистого этанола 0,789 г / мл при 20 ° C. Если мы предположим, что объем раствора — это сумма объемов компонентов (что не совсем правильно), вычислите следующее для этанола в водке крепостью 80.

массовый процент
молярная доля
молярность
молярность

Учитывая : объемный процент и плотность

Запрошенный : массовый процент, мольная доля, молярность и молярность

Стратегия :

Используйте плотность растворенного вещества, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в 100 единицах.0 мл раствора. Рассчитайте массу воды в 100,0 мл раствора.
Определите массовый процент растворенного вещества, разделив массу этанола на массу раствора и умножив на 100.
Преобразуйте граммы растворенного вещества и растворителя в моли растворенного вещества и растворителя. Рассчитайте мольную долю растворенного вещества, разделив количество молей растворенного вещества на общее количество молей веществ, присутствующих в растворе.
Рассчитайте молярность раствора: количество молей растворенного вещества на литр раствора.Определите молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на килограммы растворителя.

Решение :

Ключом к этой проблеме является использование плотности чистого этанола для определения массы этанола (\ (CH_3CH_2OH \)), сокращенно EtOH, в заданном объеме раствора. Затем мы можем рассчитать количество молей этанола и концентрацию этанола в любых требуемых единицах измерения. A Поскольку нам дан объемный процент, мы предполагаем, что у нас есть 100.0 мл раствора. Таким образом, объем этанола будет составлять 40,0% от 100,0 мл или 40,0 мл этанола, а объем воды будет составлять 60,0% от 100,0 мл или 60,0 мл воды. Масса этанола получается из его плотности:

\ [масса \; из\; EtOH = (40,0 \; \ cancel {mL}) \ left (\ dfrac {0,789 \; g} {\ cancel {mL}} \ right) = 31,6 \; грамм\; EtOH \]

Если принять плотность воды 1,00 г / мл, масса воды будет 60,0 г. Теперь у нас есть вся информация, необходимая для расчета концентрации этанола в растворе.

B Массовый процент этанола — это отношение массы этанола к общей массе раствора, выраженное в процентах:

\ [\% EtOH = \ left (\ dfrac {масса \; of \; EtOH } {масса \; of \; solution} \ right) (100) = \ left (\ dfrac {31.6 \; \ cancel {g} \; EtOH} {31.6 \; \ cancel {g} \; EtOH +60.0 \ ; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) (100) = 34,5 \% \]

C Мольная доля этанола — это отношение количества молей этанола к общему количеству молей веществ в решение.Поскольку 40,0 мл этанола имеет массу 31,6 г, мы можем использовать молярную массу этанола (46,07 г / моль) для определения количества молей этанола в 40,0 мл:

\ [моль \; EtOH = (31,6 \; \ cancel {g \; EtOH}) \ left (\ dfrac {1 \; mol} {46.07 \; \ cancel {g \; EtOH}} \ right) = 0,686 \; mol \; CH_3CH_2OH \]

Аналогично, количество молей воды равно

\ [моль \; H_2O = (60.0 \; \ cancel {g \; H_2O}) \ left (\ dfrac {1 \; mol \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g \; H_2O}} \ right) = 3.33 \; моль \; H_2O \]

Таким образом, мольная доля этанола составляет

\ [X_ {EtOH} = \ dfrac {0.686 \; \ cancel {mol}} {0,686 \; \ cancel {mol} + 3.33 \; \ cancel {mol}} = 0.171 \]

D Молярность раствора — это количество молей этанола на литр раствора. Мы уже знаем количество молей этанола на 100,0 мл раствора, поэтому молярность равна

\ [M_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0,686 \; моль} {100 \; \ cancel {mL}} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel {mL}} {L} \ right) = 6,86 \; M \]

Моляльность раствора — это количество молей этанола на килограмм растворителя. Потому что мы знаем количество молей этанола в 60.0 г воды, расчет снова прост:

\ [m_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0.686 \; mol \; EtOH} {60.0 \; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel {g}} {kg} \ right) = \ dfrac {11.4 \; моль \; EtOH} {кг \; H_2O} = 11,4 \; m \]

Упражнение 7
Раствор готовят путем смешивания 100,0 мл толуола с 300,0 мл бензола. Плотность толуола и бензола составляет 0,867 г / мл и 0,874 г / мл соответственно.Предположим, что объем раствора — это сумма объемов компонентов. Рассчитайте следующее для толуола. массовый процент молярная доля молярность моляльность Ответ : массовый процент толуола = 24,8% \ (X_ {toluene} = 0,219 \) 2,35 M толуола 3,59 м толуола

Упражнение 7

Раствор готовят путем смешивания 100,0 мл толуола с 300,0 мл бензола. Плотность толуола и бензола составляет 0,867 г / мл и 0,874 г / мл соответственно.Предположим, что объем раствора — это сумма объемов компонентов. Рассчитайте следующее для толуола.

массовый процент
молярная доля
молярность
моляльность

Ответ :

массовый процент толуола = 24,8%
\ (X_ {toluene} = 0,219 \)
2,35 M толуола
3,59 м толуола

Авторы и авторство

водный раствор — как найти массу растворенного вещества с учетом массовой доли?

водный раствор — как найти массу растворенного вещества с учетом массовой доли? — Обмен химического стека

Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

0
+0
Авторизоваться Зарегистрироваться

Chemistry Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для ученых, преподавателей, преподавателей и студентов в области химии.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 6 лет, 3 месяца назад

Просмотрено 1к раз

$ \ begingroup $ Закрыто. Это вопрос не по теме. В настоящее время он не принимает ответы.

Хотите улучшить этот вопрос? Обновите вопрос, чтобы он соответствовал теме Chemistry Stack Exchange.

Закрыт 3 года назад.

Сколько граммов $ \ ce {CuSO4 * 5 h3O} $ необходимо для приготовления раствора $ \ ce {CuSO4} $ с концентрацией $ 20 \% $ (мас. / Мас.%)?

приятный

14.5k1212 золотых знаков5151 серебряный знак8484 бронзовых знака

Создан 10 апр.

$ \ endgroup $ 3 $ \ begingroup $

В растворе $ 20 \% $ $ \ ce {CuSO4} $ у нас есть $ \ pu {20 g} $ из $ \ ce {Cu} $ и $ \ pu {80 g} $ из $ \ ce {h3O} $.Тогда

в каждом $ \ pu {259.6 g} $ $ \ ce {CuSO4 * 5 h3O} $ имеем $ \ pu {159.6 g} $ $ \ ce {CuSO4} $,

, поэтому на каждые $ x ~ \ pu {g} $ \ ce {CuSO4 * 5 h3O} $ мы имеем $ \ pu {20 g} $ \ ce {CuSO4} $

$$ x = \ pu {31,87 г} $$

andselisk ♦

33.3k1313 золотых знаков111111 серебряных знаков194194 бронзовых знака

Создан 10 апр.

$ \ endgroup $ 1 Chemistry Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Молярная фракция — обзор

3 Имидазол, бензимидазол и их производные

В растворе и в твердом состоянии имидазол и его N2-незамещенные производные образуют большие ассоциаты с водородными связями 13 (Схема 8) [76AHC (S1 ), п.266; 84CHEC-I (5) 345,84JPC5882; 96CHEC-II (3) 77; 97JST (415) 187].

Схема 8.

Из-за идеального линейного расположения водородных мостиков NH ⋯ N в 13 в растворе происходит чрезвычайно быстрый кооперативный перенос протонов, который приводит к усреднению положений 4 и 5 кольца по времени ЯМР. шкала. В отличие от пиразолов, для имидазола, бензимидазола и многих их производных до сих пор были зарегистрированы только усредненные спектры ЯМР ¹ H, ¹³ C и ¹⁵ N с эффективной симметрией C _2v для имидазола, бензимидазола и многих их производных [75T1461, 82JOC5132, 96CHEC-II (3) 77, 97MRC35].Медленная прототропная кольцевая таутомерия 2-перфторалкилими-дазолов приписана внутримолекулярным связям N-H ⋯ F, реализуемым в этих соединениях (82JOC2867; 95OPP33). Реакция протонного обмена подлежит общему и специфическому кислотному и основному катализу [76AHC (S1), p. 266; 87AHC (41) 187],

Как и в случае пиразола, относительные энергии неароматического 2 H 14c и 4 (или 5) 14d, e (R ¹ = R ² = R ³ = H) изомеров имидазола слишком много, чтобы они вносили вклад в таутомерное равновесие (схема 9).По расчетам STO-3G (86BSF429) эти значения равны 60,4 и 67,7 кДж моль ⁻¹ соответственно относительно 14a, b (R ¹ = R ² = R ³ = H).

Схема 9.

Большая часть доступной информации о положениях таутомерных равновесий 14a ⇌ 14b имидазолов проистекает из измерений основности N-незамещенных имидазолов и N-метилированных производных таутомеров 14a и 14b. Данные, полученные ранее [76AHC (S1), с. 272] и более поздние [96CHEC-II (3) 77] исследования собраны в Таблице III. Как правило, они соответствуют полученным с использованием ЯМР ¹ H и ¹³ C ЯМР [79JOC3864; 83T3797; 86JHC921; 92JCS (P1) 2779; 98JCS (P2) 1665], ¹⁵ N ЯМР (79JOC3864; 83HCA1537) и УФ-спектральный (86ZC378) методы.

Таблица III. Константы равновесия ( K _T = 14a / 14b ) для кольцевой таутомерии имидазола, как определено из p K _a Измерения

K Каталожный номер

Соединение ^a
4-канальный ₃	1.1	96CHEC-II (3) 77
4 фазы	10-37	76AHC (S1), стр. 278
4-NO ₂	320-500	76AHC (S1), стр. 278
4-класс	90	96CHEC-II (3) 77
4-Br	47	96CHEC-II (3) 77
4-I 19	4-I		96CHEC-II (3) 77
2-Br-4-NO ₂	210	76AHC (S1), стр.278
4-NO ₂-5-Cl	118	76AHC (S1), стр. 278
2,4- (NO ₂) ₂	1.1-3.1	76AHC (S1), стр. 278

Главный вывод о влиянии заместителей в имидазольном кольце на состояние таутомерных равновесий 14a ⇌ 14b состоит в том, что электроноакцепторные группы благоприятствуют 4-положению, т. Е. Таутомерам 14a с R ² = Hal, NO ₂ и т. Д. Являются энергетически предпочтительными соединениями.Применение уравнения Чартона, K _T = [4-R Im] / [5-R Im] = 3,2 σ _м, было подробно обсуждено [76AHC (S1); 96CHEC-II (3) 77]. Было обнаружено, что уравнение качественно согласуется с экспериментальными данными, представленными в таблице III.

Теоретические исследования относительной устойчивости таутомеров 14a и 14b проводились в основном на полуэмпирическом уровне. Расчеты AM1 и PM3 [98JST (T) 249] относительной стабильности, проведенные для серии из 4 (5) — замещенных имидазолов 14 (R ³ = H, R ² = H, CH ₃ , OH, F, NO ₂, Ph) в основном согласуются с выводом, основанным на уравнении Чартона.Из сравнения электронных спектров 4 (5) -фенилимидазола 14 (R ² = Ph, R ¹ = R ³ = H) и 2,4 (5) -дифенилимидазола 14 ( R ¹ = R ² = Ph, R ³ = H) в этаноле с рассчитанными с использованием метода π -электронного PPP для каждой из таутомерных форм, следует, что расчеты для таутомеров типа 14a лучше соответствуют экспериментально наблюдаемым спектрам (86ZC378).Расчеты AM1 [92JCS (P1) 2779] энтальпий образования 4 (5) — аминоимидазола 14 (R ² = NH ₂, R ¹ = R ³ = H) и 4 ( 5) -нитроимидазол 14 (R ² = NO ₂, R ¹ = R ³ = H) указывает на таутомеры 14a и 14b соответственно как энергетически предпочтительные в газовой фазе. Оба прогноза не согласуются с ожиданиями, основанными на уравнении Чартона и данными, относящимися к измерениям основности (таблица III).Эти несоответствия можно объяснить тем, что таутомеры 14b 4 (5) -аминоимидазола и 14a 4 (5) -нитроимидазола обладают более высокими значениями дипольных моментов по сравнению с их более стабильными газофазными таутомерами. Учет энергии сольватации должен перекрыть внутреннюю энергетическую щель.

Утверждая, что метод MNDO более подходит, чем метод AM1 для прогнозирования теплоты образования пятичленных азотированных ароматических колец, Гарсия и Виларраса (88h2803) вычислили, что 4-фторимидазол 14a (R ² = F, R ¹ = R ³ = H) равно 2.На 5 кДж моль ⁻¹ более стабилен, чем его таутомер 14b , тогда как 2,4-дифторимидазол 14a (R ¹ = R ² = F, R ³ = H) составляет 2,1 кДж моль ⁻¹ менее стабильно, чем 14b. Различия в энергии очень малы и исчезают, если принять во внимание поправочные члены, относящиеся к отталкиванию неподеленной пар между вицинальными пиридиноподобными атомами азота и фтористыми заместителями.

Теоретическое исследование ab initio основности метилдиазолов (90JA1303) в газовой фазе включало обсуждение таутомерии 4 (5) -метилимидазола.Расчеты RHF / 4-31G привели к выводу, что 4-метилтаутомерная форма 14a (R ² = Me, R ¹ = R ³ = H) составляет 5,2 кДж моль ⁻¹ больше стабильнее, чем его 5-метиловый аналог 14b. Было подчеркнуто, что этот результат следует рассматривать как зависимый от базового набора. Однако недавнее теоретическое исследование [94JST (T) 45] показало, что, начиная с уровня RHF / 6-31G *, все более точные приближения указывают на более высокую внутреннюю стабильность 4-метилтаутомера.На уровне MP2 / 6–31G * полная энергия 4-метилтаутомера на 0,7 кДж / моль ⁻¹ ниже, чем у 5-метилтаутомера. Таким образом, учет сольватационных эффектов может сильно повлиять на положение таутомерного равновесия 14a ⇌ 14b. Недавно было проведено систематическое теоретическое исследование, направленное на оценку молекулярных свойств и таутомерного равновесия 4- и 5-метилимидазолов [98JST (T) 197]. Было обнаружено, что значение K _T для газофазного равновесия весьма чувствительно как к базисному набору, так и к эффектам корреляции.Для достижения хорошего согласия с экспериментальными данными требуется использование расширенных базисных наборов (6-31 + G *, 6-311 + G * и 6-31 ++ G **) на уровнях MP2 и DFT.

В последние годы не так много информации было добавлено к более ранним исследованиям таутомерных равновесий бензимидазолов, основанным на измерениях основности [76AHC (S1), p. 292], для 5 (6) и 4 (7) -замещенных бензимидазолов и 2-метил-5 (6) -замещенных бензимидазолов K _T значения очень близки к 1, что указывает на почти эквивалентную стабильность Таутомеры N1 (H) и N3 (H).Таутомерные равновесия 2-замещенных (H, NH ₂, OMe, CN) 5-нитробензимидазолов и 4-нитробензимидазолов анализировали с помощью полуэмпирических методов MINDO / 3 и INDO. Было предсказано, что высвобождающие электроны группы в положении 2 сдвигают равновесие к таутомерам 6-NO ₂ и 4-NO ₂ соответственно.

Как уже упоминалось, частоты скачков протонов, приводящие к установлению равновесия 14a ⇌ 14b в растворах имидазолов и бензимидазолов, слишком высоки для того, чтобы эти формы можно было наблюдать на шкале времени ЯМР с ¹³ C [ Различия химического сдвига для C4 и C5 в N -алкильных производных составляют около 10 м.д. (88MRC134)] и даже для ¹⁵ N ЯМР, где азотные резонансы пирролоподобных и пиридиноподобных атомов азота имеют различия в химическом сдвиге до 100 м.д. (97MRC35).Это указывает на то, что среднее время жизни индивидуального таутомера до его прототропной перегруппировки составляет примерно 10 ^-4 -10 ^-5 с. Эта перегруппировка заморожена в твердом состоянии. Хорошо разрешенные твердотельные спектры ЯМР ¹³ C CPMAS были записаны для имидазола [81JA6011, 81JCS (CC) 1207], 2-метилимидазола [87H (26) 333], бензимидазола [83h2713; 96CHEC-II (3) 77] и 2,2′-бис-1 H -имидазол [96CHEC-II (3) 77]: сигналы C (4) и C (5) были отнесены к спектры соответствующих N -метильных производных.Недавно было проведено спектроскопическое исследование ЯМР ¹ H и ¹³ C 2,2′-бисбензимидазолила в растворе ДМСО в диапазоне температур от 293 до 383 K и энергии активации 67-69 кДж / моль ^{— 1} был оценен для процесса переноса протона [98JPOC411]. Это значение попадает в диапазон значений, характерных для таутомеризации других циклических оксаламидинов (89JA5946; 94JA1230), что предполагает возможность двухступенчатого межмолекулярного механизма таутомерной перегруппировки. .

Спектр ЯМР ¹⁵ N твердого имидазола показывает два отдельных сигнала для NH (–210 м.д.) и пиридиноподобного (–138 м.д.) азота, что указывает на то, что протонный обмен в твердом состоянии замедлен (82JA1192). Принимая во внимание очень большую разницу между химическими сдвигами ¹⁵ N двух атомов азота в имидазольном кольце, спектроскопия ЯМР ¹⁵ N может рассматриваться как наиболее точный и надежный подход для определения K _T значения для таутомерных равновесий 14a ⇌ 14b (82JA3945).

Мольные доли таутомеров 14a ( X _a) и 14b ( X _b) можно рассчитать по уравнению

Pobs = XaPa + XbPb,

77 где P obs — наблюдаемый усредненный химический сдвиг (или константа взаимодействия), а P _a и P _b — химические сдвиги (или константы взаимодействия) пирролоподобных и пиридиноподобных атомов азота в 14 в условиях медленного протона. обмен (e.g., в твердом состоянии) или в его производном NMe. Процедура не очень точна, потому что всегда существует неопределенность относительно того, насколько хорошо значения модели соответствуют значениям отдельных таутомеров; однако он обычно считается (80JA2881; 82JA3945, 82JOC5132; 93JA6813) более точным, чем тот, который основан на измерениях основности. Используя усредненные значения химических сдвигов ¹⁵ N атомов азота N1 и N3 гистамина 15 и ряда его аналогов, обладающих способностью образовывать циклическую водородную связь внутри определенного таутомера, Roberts et al. (82JA3945) рассчитал K _T значений для диапазона pH, который соответствует существованию соединений 15 — 21 в водном растворе в форме, подчиняющейся таутомерному равновесию N1 (H) ⇌ N3 (H). ¹
Как видно из значений K _T , влияние циклических водородных связей в соединениях 15,17 и 18 недостаточно сильно для смещения таутомерных равновесий к N3 ( H) сторона.Этот факт был приписан неблагоприятному затмению метиленовых групп в боковой цепи и конкуренции воды с группой боковой цепи за образование водородной связи с группой N-H. Устранение первого фактора в цис -урокановой кислоте 19 и 20 привело к заметной стабилизации таутомеров N (3) H, что подтверждено измерениями p K _a [98JCS (P2) 1665] .
Особое внимание было уделено изучению таутомерных равновесий в растворах гистидина 22 , поскольку признана ключевая функциональная роль таких равновесий в белках.В водных растворах таутомеры гистидина быстро взаимопревращаются, и для каждого азота кольца наблюдается только один усредненный сигнал (схема 10).
Схема 10.
В более ранних исследованиях значения этих ¹⁵ химических сдвигов N были оценены из модельных N-метилированных соединений (78JA8041; 80JA2881; 82JA3945) или из ¹⁵ N ЯМР-спектроскопии таутомерных форм гистидина в твердое состояние, в котором таутомерный обмен является медленным (82JA1192). Использование смеси 80% этанол / вода в качестве растворителя позволило Bachovchin et al. (93JA6813) для непосредственного наблюдения отдельных таутомерных форм гистидина в спектрах ЯМР ¹⁵ N при –55 ° C. Было обнаружено, что растворитель оказывает небольшое влияние на собственные сдвиги ¹⁵ N индивидуальных таутомеров и таутомерные равновесия имидазольного кольца. В интервале pH, где имидазольное кольцо является нейтральным, три из четырех возможных форм гистидина наблюдались в спектрах ЯМР ¹⁵ N при –55 ° C. Только 22b напрямую не обнаружен.Примечательно, что только формы 22a и 23a наблюдались в твердотельных спектрах ЯМР ¹⁵ N гистидина (82JA1192). Мольная доля таутомерной формы 22b , рассчитанная на основе химических сдвигов ¹⁵ N в растворах при pH ~ 8,2, где преобладает цвиттерион 22 , составляет 0,18. Это значение хорошо согласуется с более ранними оценками (80JA2881), основанными на значениях констант взаимодействия ² J _NH. Стабилизация 22a над 22b , по-видимому, вызвана образованием водородной связи с участием N3-центра.При pH выше 9,2, когда депротонирование α-аминогруппы не передает водородную связь центру N3, таутомер 23a все еще остается энергетически предпочтительной формой. Расчетная мольная доля составила 0,35 (93JA6813). Недавно был разработан эффективный метод определения протонированных и депротонированных форм и таутомерных состояний остатков гистидина даже в белках с большой молекулярной массой (до 30-40 кДа), основанный на измерениях констант связи между ¹⁵ N и ¹³ C в имидазольном кольце (98JA10998).Во всех гистидин-содержащих белках доминируют таутомерные формы типа 22a и 23a .
Таутомерные равновесия между двумя вырожденными парами ( A ′, A ″ ⇌ B ′, B ″) наблюдались в растворах бензодиимид-азолов с низкой концентрацией в ДМСО-d. в обоих имидазольных кольцах [98H (48) 113]. В этих равновесиях преобладают несимметричные таутомеры A ‘и A ″.
Распределение молярной массы | MATSE 202: Введение в полимерные материалы
Распределение молярной массы

Когда вы впервые узнали о молярной массе молекул, вы узнали, что молярная масса связана с идентичностью соединения; например, H ₂ O всегда имел молярную массу 18 г / моль. Если бы молярная масса не была 18 г / моль, это не могла быть вода! С полимерами дело обстоит иначе. Возьмем полипропилен, например:
Полипропилен
Источник: Лорен Зарзар
Молярная масса этого полимера может составлять 420 г / моль (если степень полимеризации 10) или 21000 г / моль (если степень полимеризации 500).Обе эти молекулы, хотя и сильно различаются по молярной массе, представляют собой полипропилен. Для полимеров почти всегда существует молярное массовое распределение . Пример распределения приведен на рисунке 1.10. Хотя эта кривая выглядит непрерывной, мы знаем, что на самом деле это не может быть — масса полимера действительно изменяется в дискретных единицах, в зависимости от размера повторяющейся единицы. Однако обычно мы рисуем распределения как непрерывную функцию.
Рисунок 1.10: Типичная кривая молярно-массового распределения весовой доли для полимера с наиболее вероятным распределением молярной массы и повторяющейся единичной молярной массой 100 г моль ^-1.
Источник: На основе рисунка 1.4 Янга, Роберта Дж. И Питера А. Ловелла.
Введение в полимеры, третье издание, CRC Press, 2011.
Поскольку существует распределение по молярной массе, у нас есть выбор, как на самом деле определить характеристическую молярную массу для образца. Существует три общих подхода к вычислению молярной массы из распределения, дающих нам три различных значения: M¯n (среднечисленная молярная масса) , M¯w, (средневзвешенная молярная масса) и M¯z ( z-средняя молярная масса) .Из рисунка 1.10 вы заметите, что Mn
Mn определяется как сумма произведений молярной массы полимера каждого размера на его мольную долю (X). Вспомните из общей химии, что мольная доля равна отношению количества молей (или молекул) типа полимера (N) к общему количеству молей (или молекул). По сути, это то же самое, что и ваше «среднее» арифметическое!
M¯n = ∑ XiMi = ∑ NiMi∑ Ni
Иногда нам проще работать с массовыми долями (wi), чем с мольными долями, поскольку массу часто легче измерить.Весовая доля wi определяется как масса молекул с молярной массой Mi, деленная на общую массу всех присутствующих молекул:
wi = NiMi∑ NiMi
Таким образом, мы можем определить Mw:
M¯w = ∑ wiMi = ∑ NiMi2∑ NiMi
Сравните M¯w с M¯n — заметили ли вы, что M¯w является функцией, если Mi возведен в квадрат? Следовательно, полимеры большего размера имеют большее влияние на M¯w, чем на M¯n, искажая значение M¯w, чтобы оно было больше, чем M¯n.

Как узнать массовую долю элемента в веществе. Как найти массовую долю вещества по формуле

Массовая доля вещества в растворе

Решение

Решение

МАССОВАЯ ДОЛЯ ЭЛЕМЕНТА В МОЛЕКУЛЕ

Решение

ОБЪЁМНАЯ ДОЛЯ — это… Что такое ОБЪЁМНАЯ ДОЛЯ?

Смотреть что такое «ОБЪЁМНАЯ ДОЛЯ» в других словарях:

Массовая доля элемента в сложном веществе

Массовая доля (в процентах) растворенного вещества

Формула нахождения массовой доли раствора в химии. Как находить массовую долю элемента в веществе? Что это такое? Нахождение массовой доли химического элемента

Примеры

Примеры

Что такое массовая доля?

Проверка усвоенного материала. Задача легкого уровня

Решение:

Задача среднего уровня

Решение

Что такое массовая доля?

Проверка усвоенного материала. Задача легкого уровня

Решение:

Задача среднего уровня

Решение

Примеры решения задач на вычисление массовых долей химических элементов в сложном веществе

Как вычислить массовую долю вещества в кристаллогидрате

Массовый процент и массовая фракция Учебное пособие по химии

Массовый процент (массовый процент) Расчет концентрации

Молярная доля и молярный процент

Цель обучения

Ключевые моменты

Условия

Молярная доля

Свойства мольной доли

Молярный процент

Расчеты с молярной долей и мольным процентом

Молярная доля в смесях

Молярная доля в растворах

Молярная доля с многокомпонентными смесями

Молярная доля от моляльности

Молярная доля от массового процента

Конспект лекций RMP

Переменные процесса: Состав

Состав фракций

Концентрация

13.3: Единицы концентрации — Chemistry LibreTexts

Авторы и авторство

водный раствор — как найти массу растворенного вещества с учетом массовой доли?

Сеть обмена стеков

Молярная фракция — обзор

3 Имидазол, бензимидазол и их производные

Распределение молярной массы | MATSE 202: Введение в полимерные материалы

Распределение молярной массы

Добавить комментарий Отменить ответ