З курсу хімії відомо, що масовою часткою називають зміст певного елемента у якомусь речовині. Здавалося б, такі знання звичайному дачнику ні до чого. Але не поспішайте закривати сторінку, тому що вміння обчислювати масову часткудля городника може виявитися дуже корисним. Однак, щоб не заплутатися, поговоримо про все по порядку.

У чому суть поняття «масова частка»?

Масова частка вимірюється у відсотках чи просто у десятих. Трохи вище ми говорили про класичне визначення, яке можна знайти у довідниках, енциклопедіях чи шкільних підручниках хімії. Але усвідомити суть із сказаного не так просто. Отже, припустимо, ми маємо 500 г якоїсь складної речовини. Складного в даному випадкуозначає те, що воно не однорідне за своїм складом. За великим рахунком, будь-які речовини, якими ми користуємося, є складними, навіть проста кухонна сіль, формула якої – NaCl, тобто вона складається з молекул натрію та хлору. Якщо продовжувати міркування на прикладі кухонної соліможна припустити, що в 500 г солі міститься 400 г натрію. Тоді його масова частка становитиме 80 % або 0,8.

Навіщо це потрібно дачникові?

Думаю, відповідь на це запитання ви знаєте. Приготування різноманітних розчинів, сумішей тощо є невід'ємною частиною. господарської діяльностібудь-якого городника. У вигляді розчинів використовуються добрива, різні поживні суміші, а також інші препарати, наприклад, стимулятори росту Епін, Корневін і т.д. Крім того, часто доводиться змішувати сухі речовини, наприклад, цемент, пісок та інші компоненти, або звичайну садову землюіз придбаним субстратом. При цьому рекомендована концентрація зазначених засобів та препаратів у приготованих розчинах або сумішах у більшості інструкцій наводиться саме у масових частках.

Таким чином, знання, як обчислити масову частку елемента в речовині, допоможе дачнику правильно приготувати. необхідний розчиндобрива чи поживної суміші, а це, у свою чергу, обов'язково позначиться на майбутньому врожаї.

Алгоритм обчислення

Отже, масова частка окремого компонента - це відношення його маси до загальній масірозчину чи речовини. Якщо отриманий результат потрібно перевести у відсотки, треба помножити його на 100. Таким чином, формулу для обчислення масової частки можна записати так:

W = Маса речовини / Маса розчину

W = (Маса речовини / Маса розчину) х 100%.

Приклад визначення масової частки

Припустимо, що ми маємо розчин, для приготування якого до 100 мл води було додано 5 г NaCl, і тепер необхідно обчислити концентрацію кухонної солі, тобто її масову частку. Маса речовини нам відома, а маса отриманого розчину є сумою двох мас – солі та води і дорівнює 105 г. Таким чином, ділимо 5 г на 105 г, множимо результат на 100 і отримуємо шукану величину 4,7 %. Саме таку концентрацію матиме соляний розчин.

Більш практичне завдання

Насправді ж дачнику частіше доводиться зіштовхуватися із завданнями іншого. Наприклад, необхідно приготувати водний розчин будь-якого добрива, концентрація якого за масою повинна бути 10%. Щоб точно дотримати пропорції, що рекомендуються, потрібно визначити, яке знадобиться кількість речовини і в якому обсязі води його потрібно буде розчинити.

Розв'язання задачі починається у зворотному порядку. Спочатку слід розділити виражену у відсотках масову частку на 100. У результаті отримаємо W=0,1 – це масова частка речовини в одиницях. Тепер позначимо кількість речовини як х, а кінцеву масу розчину – М. При цьому останню величину становлять два доданки – маса води та маса добрива. Тобто М = Мв + х. Таким чином, ми отримуємо просте рівняння:

W = х / (Мв + х)

Вирішуючи його щодо х, отримаємо:

х = W х Мв / (1 - W)

Підставляючи наявні дані, отримуємо наступну залежність:

х = 0,1 х Мв / 0,9

Таким чином, якщо для приготування розчину ми візьмемо 1 л (тобто 1000 г) води, для приготування розчину потрібної концентрації знадобиться приблизно 111-112 г добрива.

Розв'язання задач з розведенням або додаванням

Припустимо, ми маємо 10 л (10 000 г) готового водного розчину з концентрацією в ньому певної речовини W1 = 30% або 0,3. Скільки потрібно додати до нього води, щоб концентрація знизилася до W2 = 15 % або 0,15? У цьому випадку допоможе формула:

Мв = (W1х М1 / W2) - М1

Підставивши вихідні дані, отримаємо, що кількість води, що додається, повинна бути:
Мв = (0,3 х 10 000 / 0,15) - 10 000 = 10 000 г

Тобто додати потрібно ті ж 10 л.

Тепер представимо обернену задачу – є 10 л водного розчину (М1 = 10 000 г) концентрацією W1 = 10 % або 0,1. Потрібно одержати розчин із масовою часткою добрива W2 = 20 % або 0,2. Скільки потрібно буде додати вихідну речовину? Для цього потрібно скористатися формулою:

х = М1 х (W2 - W1) / (1 - W2)

Підставивши вихідні значення, отримаємо х = 1125 р.

Таким чином, знання найпростіших основ шкільної хімії допоможе городнику правильно приготувати розчини добрив, живильні субстрати з кількох елементів або суміші для будівельних робіт.

Частки розчиненої речовини
ω = m1/m,
де m1 – маса розчиненої речовини, а m – маса всього розчину.

Якщо масової частки розчиненої речовини потрібно, помножте отримане число на 100%:
ω = m1/m х 100%

У задачах, де потрібно обчислити масові частки кожного з елементів, що входять до хімічної речовини, Використовуйте таблицю Д.І. Менделєєва. Наприклад, дізнайтеся про масові частки кожного з елементів, що входять до складу вуглеводню, якого C6H12

m (C6H12) = 6 х 12 + 12 х 1 = 84 г/моль
?
ω (Н) = 12 m1(Н) / m (C6H12) х 100% = 12 х 1 г / 84 г/моль х 100% = 15%

Корисна порада

Завдання знаходження масової частки речовини після упарювання, розведення, концентрування, змішування розчинів вирішуйте з допомогою формул, отриманих визначення масової частки. Наприклад, завдання на упарювання можна вирішити за допомогою такої формули
ω 2= m1 / (m – Dm) = (ω 1 m) / (m – Dm), де ω 2 – масова частка речовини в випареному розчині, Dm - різниця між масами до нагрівання та після.

Джерела:

• як визначити масову частку речовини

Бувають ситуації, коли потрібно обчислити масу рідини, що міститься в будь-якій ємності. Це може бути і під час навчального заняттяу лабораторії, та в ході вирішення побутової проблеми, наприклад, при ремонті чи фарбуванні.

Інструкція

Найпростіший метод - вдатися до зважування. Спочатку зважте ємність разом з , потім перелийте рідину в іншу ємність, що підходить за розмірами, і зважте порожню тару. А потім залишається лише відняти з більшого значення менше, і ви отримаєте . Зрозуміло, цього способу можна вдаватися, тільки маючи справу з нев'язкими рідинами, які після переливу практично не залишаються на стінках і днище першої ємності. Тобто, кількість і тоді залишиться, але вона буде настільки мало, що їм можна знехтувати, на точності обчислень це майже не позначиться.

А якщо рідина в'язка, наприклад,? Як тоді її масу? В цьому випадку вам треба знати її щільність (ρ) і об'єм (V), що займає. А далі вже все просто. Маса (М) обчислюється за М = V. Зрозуміло, перед обчисленням треба перевести співмножники в єдину системуодиниць.

Щільність рідиниможна знайти у фізичному чи хімічному довіднику. Але краще скористатися вимірювальним приладом– густоміром (денситометром). А обсяг можна обчислити, знаючи форму і габаритні розміриємності (якщо вона має правильну геометричну форму). Наприклад, якщо той же гліцерин знаходиться в циліндричній бочці з діаметром основи d і висотою h, то об'єм

З XVII ст. хімія перестала бути описовою наукою. Вчені-хіміки стали широко використовувати вимір речовини. Все більш удосконалювалася конструкція терезів, що дозволяють визначати маси зразків. Для газоподібних речовин, крім маси, вимірювали також об'єм і тиск. Застосування кількісних вимірівдозволило зрозуміти сутність хімічних перетворень, визначати склад складних речовин.

Як ви вже знаєте, до складної речовини входять два або більше хімічних елементів. Очевидно, що маса всієї речовини складається з мас елементів, що його складають. Отже, частку кожного елемента припадає певна частина маси речовини.

Масовою часткою елемента називається відношення маси цього елемента у складній речовині до маси всієї речовини, виражене в частках одиниці (або у відсотках):

Масова частка елемента в поєднанні позначається латинською малою літерою w(«Дубль-ве») і показує частку (частина маси), що припадає на даний елемент у загальній масі речовини. Ця величина може виражатися у частках одиниці або у відсотках. Звичайно, масова частка елемента в складній речовині завжди менше одиниці (або менше 100%). Адже частина від цілого завжди менша за ціле, як часточка апельсина найменше апельсина.

Наприклад, до складу оксиду ртуті входять два елементи – ртуть та кисень. При нагріванні 50 г цієї речовини виходить 46,3 г ртуті та 3,7 г кисню (рис. 57). Розрахуємо масову частку ртуті у складній речовині:

Масову частку кисню у цій речовині можна розрахувати двома способами. За визначенням масова частка кисню в оксиді ртуті дорівнює відношенню маси кисню до маси оксиду:

Знаючи, що сума масових часток елементів у речовині дорівнює одиниці (100%), масову частку кисню можна обчислити по різниці:

w(O) = 1 - 0,926 = 0,074,

w(О) = 100% - 92,6% = 7,4%.

Для того, щоб знайти масові частки елементів запропонованим способом, необхідно провести складний і трудомісткий хімічний експериментвизначення маси кожного елемента. Якщо ж формула складної речовини відома, те завдання вирішується значно простіше.

Для розрахунку масової частки елемента потрібно його відносну атомну масупомножити на число атомів ( n) даного елемента у формулі та розділити на відносну молекулярну масу речовини:

Наприклад, для води (рис. 58):

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

Завдання 1.Розрахуйте масові частки елементів у аміаку, формула якого NH 3 .

Дано:

речовина аміак NH 3 .

Знайти:

w(N), w(H).

Рішення

1) Розрахуємо відносну молекулярну масу аміаку:

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

2) Знайдемо масову частку азоту в речовині:

3) Обчислимо масову частку водню в аміаку:

w(H) = 1 - w(N) = 1 - 0,8235 = 0,1765, або 17,65%.

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

Завдання 2.Розрахуйте масові частки елементів у сірчаній кислоті, що має формулу H 2 SO 4 .

Дано:

сірчана кислота H 2 SO 4 .

Знайти:

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

Рішення

1) Розрахуємо відносну молекулярну масу сірчаної кислоти:

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

2) Знайдемо масову частку водню в речовині:

3) Обчислимо масову частку сірки у сірчаній кислоті:

4. Розрахуємо масову частку кисню у речовині:

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

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

Найчастіше хімікам доводиться вирішувати обернену задачу: за масовими частками елементів визначати формулу складної речовини. Те, як вирішуються такі завдання, проілюструємо одним історичним прикладом.

З природних мінералів – тенориту та куприту – було виділено дві сполуки міді з киснем (оксиди). Вони відрізнялися один від одного за кольором та масовими частками елементів. У чорному оксиді масова частка міді становила 80%, а масова частка кисню – 20%. В оксиді міді червоного кольору масові частки елементів становили відповідно 88,9% та 11,1%. Які ж формули цих складних речовин? Проведемо нескладні математичні розрахунки.

приклад 1.Розрахунок хімічної формули чорного оксиду міді ( w(Cu) = 0,8 та w(О) = 0,2).

х, у– за кількістю атомів хімічних елементів у його складі: Сu x O y.

2) Відношення індексів дорівнює відношенню приватних від розподілу масової частки елемента у поєднанні на відносну атомну масу елемента:

3) Отримане співвідношення потрібно призвести до співвідношення цілих чисел: індекси у формулі, що показують число атомів, неможливо знайти дробовими. Для цього отримані числа розділимо на меншу (тобто будь-яку) з них:

Вийшла формула - СуO.

приклад 2.Розрахунок формули червоного оксиду міді за відомими масовими частками w(Cu) = 88,9% та w(O) = 11,1%.

Дано:

w(Cu) = 88,9%, або 0,889,

w(O) = 11,1%, або 0,111.

Знайти:

Рішення

1) Позначимо формулу оксиду Сu x O y.

2) Знайдемо співвідношення індексів xі y:

3) Наведемо співвідношення індексів до відношення цілих чисел:

Відповідь. Формула з'єднання – Cu2O.

А тепер трохи ускладнимо завдання.

Завдання 3.За даними елементного аналізу склад прожареної гіркої солі, яка використовувалася ще алхіміками як проносний засіб, наступний: масова частка магнію – 20,0%, масова частка сірки – 26,7%, масова частка кисню – 53,3%.

Дано:

w(Mg) = 20,0%, або 0,2,

w(S) = 26,7%, або 0,267,

w(O) = 53,3%, або 0,533.

Знайти:

Рішення

1) Позначимо формулу речовини за допомогою індексів x, y, z: Mg x S y O z.

2) Знайдемо співвідношення індексів:

3) Визначимо значення індексів x, y, z:

Відповідь.Формула речовини – MgSO4.

1. Що називається масовою часткою елемента у складній речовині? Як розраховується ця величина?

2. Розрахуйте масові частки елементів у речовинах: а) вуглекислому газі CO2;
б) сульфіду кальцію СаS; в) натрієвої селітрі NaNO 3; г) оксид алюмінію Al 2 O 3 .

3. У якому азотних добрив масова частка поживного елемента азоту найбільша: а) хлориді амонію NH 4 Cl; б) сульфаті амонію (NH 4) 2 SO 4 ; в) сечовині (NH 2) 2 CO?

4. У мінералі пиріті на 7 г заліза доводиться 8 г сірки. Обчисліть масові частки кожного елемента у цій речовині та визначте його формулу.

5. Масова частка азоту одному з його оксидів дорівнює 30,43%, а масова частка кисню – 69,57%. Визначте формулу оксиду.

6. У середні віки із золи багаття виділяли речовину, яку називали поташ і використовували для варіння мила. Масові частки елементів у цій речовині: калій – 56,6%, вуглець – 8,7%, кисень – 34,7%. Визначте формулу поташу.

§ 5.1 Хімічні реакції. Рівняння хімічних реакцій

Хімічна реакція - це перетворення одних речовин на інші. Втім, таке визначення потребує одного суттєвого доповнення. У ядерному реакторіабо в прискорювачі теж одні речовини перетворюються на інші, але такі перетворення хімічними не називають. У чому тут справа? У ядерному реакторі відбуваються ядерні реакції. Вони полягають у тому, що ядра елементів при зіткненні з частинками високої енергії (ними можуть бути нейтрони, протони та ядра інших елементів) - розбиваються на уламки, що є ядрами інших елементів. Можливе і злиття ядер між собою. Ці нові ядра потім отримують електрони з навколишнього середовищаі, таким чином, завершується утворення двох або кількох нових речовин. Всі ці речовини є елементами Періодичної системи. Приклади ядерних реакцій, що використовуються для відкриття нових елементів, наведено у §4.4.

На відміну від ядерних реакцій, у хімічних реакціях не торкаються ядраатомів. Усі зміни відбуваються лише у зовнішніх електронних оболонках. Розриваються одні хімічні зв'язкита утворюються інші.

Хімічними реакціями називаються явища, у яких одні речовини, які мають певним складом і властивостями, перетворюються на інші речовини - з іншим складом та іншими властивостями. При цьому у складі атомних ядер змін немає.

Розглянемо типову хімічну реакцію: згоряння природного газу(метану) у кисні повітря. Ті з вас, хто має вдома газова плитаможуть щодня спостерігати цю реакцію у себе на кухні. Запишемо реакцію так, як показано на рис. 5-1.

Мал. 5-1. Метан СН 4 і кисень О 2 реагують між собою з утворенням діоксиду вуглецю 2 і води Н 2 О. При цьому в молекулі метану розриваються зв'язки між С і Н і на їх місці виникають зв'язки вуглецю з киснем. Атоми водню, які раніше належали метану, утворюють зв'язки з киснем. На малюнку добре видно, що для успішного здійснення реакції на однумолекулу метану треба взяти двімолекули кисню.

Записувати хімічну реакцію з допомогою малюнків молекул дуже зручно. Тому для запису хімічних реакцій використовують скорочені формули речовин, як це показано в нижній частині рис. 5-1. Такий запис називається рівнянням хімічної реакції.

Кількість атомів різних елементів у лівій та правій частинахрівняння однаково. У лівій частині одинатом вуглецю у складі молекули метану (СН 4), та у правій - той жеатом вуглецю ми знаходимо у складі молекули СО 2 . Усі чотири водневі атоми з лівої частини рівняння ми обов'язково знайдемо і у правій – у складі молекул води.

У рівнянні хімічної реакції для вирівнювання кількості однакових атомів різних частинахрівняння використовуються коефіцієнти, які записуються передформулами речовин. Коефіцієнти не треба плутати з індексами у хімічних формулах.

Розглянемо іншу реакцію - перетворення оксиду кальцію СаО (негашеного вапна) на гідроксид кальцію Са(ОН) 2 ( гашене вапно) під впливом води.

Мал. 5-2. Оксид кальцію СаО приєднує молекулу води Н 2 Про з утворенням
гідроксиду кальцію Са(ОН) 2 .

На відміну від математичних рівнянь, у рівняннях хімічних реакцій не можна переставляти ліву та праву частини. Речовини у лівій частині рівняння хімічної реакції називаються реагентами, а у правій - продуктами реакції. Якщо зробити перестановку лівої та правої частини у рівнянні з рис. 5-2, то ми отримаємо рівняння зовсім іншийхімічної реакції:

Якщо реакція між СаО та Н 2 О (рис. 5-2) починається мимовільно і йде з виділенням великої кількостітеплоти, то для проведення останньої реакції, де реагентом служить Са(ОН) 2 потрібно сильне нагрівання.

Зверніть увагу: замість знака рівності рівняння хімічної реакції можна використовувати стрілку. Стрілка зручна тим, що показує напрямоктечії реакції.

Додамо також, що реагентами і продуктами можуть бути не обов'язково молекули, але і атоми - якщо в реакції бере участь якийсь елемент або елементи чистому вигляді. Наприклад:

H 2 + CuO = Cu + H 2 O

Існує кілька способів класифікації хімічних реакцій, у тому числі ми розглянемо два.

За першим їх всі хімічні реакції розрізняють за ознакою зміни числа вихідних та кінцевих речовин. Тут можна знайти 4 типи хімічних реакцій:

Реакції З'ЄДНАННЯ,

Реакції Розкладання,

Реакції ОБМІНУ,

Реакції ЗАМІЩЕННЯ.

Наведемо конкретні приклади таких реакцій. Для цього повернемося до рівнянь отримання гашеного вапна та рівняння отримання негашеного вапна:

СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2

Са(ОН) 2 = СаО + Н 2 О

Ці реакції належать до різних типамхімічні реакції. Перша реакція є типовою реакцією з'єднанняоскільки при її протіканні дві речовини СаО і Н 2 Про з'єднуються в одну: Са(ОН) 2 .

Друга реакція Са(ОН) 2 = СаО + Н 2 є типовою реакцією розкладання: тут одна речовина Ca(OH) 2 розкладається з утворенням двох інших.

у реакціях обмінукількість реагентів та продуктів зазвичай однакова. У таких реакціях вихідні речовини обмінюються між собою атомами і навіть цілими складовими частинамисвоїх молекул. Наприклад, при зливанні розчину CaBr 2 з розчином HF випадає осад. У розчині іони кальцію та водню обмінюються між собою іонами брому та фтору. Реакція відбувається тільки в одному напрямку тому, що іони кальцію і фтору зв'язуються в нерозчинну сполуку CaF 2 і після цього "зворотний обмін" іонами вже неможливий:

CaBr 2 + 2HF = CaF 2 + 2HBr

При зливанні розчинів CaCl 2 і Na 2 CO 3 також випадає осад, тому що іони кальцію і натрію обмінюються між собою частинками CO 3 2- і Cl - з утворенням нерозчинної сполуки - карбонату кальцію CaCO 3 .

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl

Стрілка поряд з продуктом реакції показує, що ця сполука нерозчинна і випадає в осад. Таким чином, стрілку можна використовувати і для позначення видалення якогось продукту з хімічної реакції у вигляді осаду (?) або газу (). Наприклад:

Zn + 2HCl = H 2 + ZnCl 2

Остання реакція відноситься до ще одного типу хімічних реакцій - реакцій заміщення. Цинк замістивводень у його поєднанні з хлором (HCl). Водень у своїй виділяється як газу.

Реакції заміщення зовні може бути схожі реакції обміну. Відмінність полягає в тому, що в реакціях заміщення обов'язково беруть участь атоми якогось простогоречовини, що заміняють атоми одного з елементів у складній речовині. Наприклад:

2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2 - реакція заміщення;

у лівій частині рівняння є проста речовина – молекула хлору Cl 2 і у правій частині є проста речовина – молекула брому Br 2 .

у реакціях обмінута реагенти та продукти є складними речовинами. Наприклад:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl - реакція обміну;

у цьому рівнянні реагенти та продукти – складні речовини.

Розподіл всіх хімічних реакцій на реакції сполуки, розкладання, заміщення та обміну – не єдине. Є інший спосіб класифікації: за ознакою зміни (або відсутності зміни) ступенів окиснення у реагентів та продуктів. За цією ознакою всі реакції поділяються на окислювально - відновлювальніреакції та інші (не окислювально - відновлювальні).

Реакція між Zn та HCl є не тільки реакцією заміщення, а й окисно -відновлювальною реакцією , тому що в ній змінюються ступеня окислення реагуючих речовин:

Zn 0 + 2H +1 Cl = H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - реакція заміщення та одночасно окислювально-відновна реакція.

розчиномназивають гомогенну суміш двох або більше компонентів.

Речовини, змішуванням яких отриманий розчин, називають його компонентами.

Серед компонентів розчину розрізняють розчинена речовина, яке може бути не одне, та розчинник. Наприклад, у разі розчину цукру у воді цукор є розчиненою речовиною, а вода є розчинником.

Іноді поняття розчинник може бути застосовано однаково до будь-якого з компонентів. Наприклад, це стосується тих розчинів, які отримані змішуванням двох або більше рідин, що ідеально розчиняються один в одному. Так, зокрема, у розчині, що складається зі спирту та води, розчинником може бути названий як спирт, так і вода. Однак найчастіше щодо водомістких розчинів традиційно розчинником прийнято називати воду, а розчиненою речовиною - другий компонент.

Як кількісну характеристику складу розчину найчастіше використовують таке поняття, як масова часткаречовини у розчині. Масовою часткою речовини називають відношення маси цієї речовини до маси розчину, в якому вона міститься:

де ω (В-ва) - масова частка речовини, що міститься в розчині (г), m(В-ва) - маса речовини, що міститься в розчині (г), m(р-ра) - маса розчину (г).

З формули (1) випливає, що масова частка може набувати значення від 0 до 1, тобто становить частки одиниці. У зв'язку з цим масову частку можна виражати у відсотках (%), причому саме в такому форматі вона фігурує практично у всіх завданнях. Масова частка, виражена у відсотках, розраховується за формулою, схожою з формулою (1) з тією різницею, що відношення маси розчиненої речовини до маси всього розчину множать на 100%:

Для розчину, що складається тільки з двох компонентів, можуть бути розраховані відповідно масові частки розчиненої речовини ω(р.в.) і масова частка розчинника ω(розчинника).

Масову частку розчиненої речовини називають також концентрацією розчину.

Для двокомпонентного розчину його маса складається з мас розчиненої речовини та розчинника:

Також у разі двокомпонентного розчину сума масових часток розчиненої речовини та розчинника завжди становить 100%:

Очевидно, що, крім записаних вище формул, слід знати і всі формули, які безпосередньо з них математично виводяться. Наприклад:

Також необхідно пам'ятати формулу, що зв'язує масу, об'єм та щільність речовини:

m = ρ∙V

а також обов'язково потрібно знати, що густина води дорівнює 1 г/мл. Тому обсяг води в мілілітрах чисельно дорівнює масі води в грамах. Наприклад, 10 мл води мають масу 10 г, 200 мл – 200 г тощо.

Щоб успішно вирішувати завдання, крім знання зазначених вище формул, дуже важливо довести до автоматизму навички їх застосування. Досягти цього можна лише вирішенням великої кількості різноманітних завдань. Завдання із реальних екзаменів ЄДІна тему «Розрахунки з використанням поняття «масова частка речовини в розчині»» можна вирішувати.

Приклади завдань на розчини

Приклад 1

Розрахуйте масову частку нітрату калію в розчині, отриманому змішуванням 5 г солі та 20 г води.

Рішення:

Розчиненим речовиною у разі є нітрат калію, а розчинником — вода. Тому формули (2) та (3) можуть бути записані відповідно як:

З умови m(KNO 3) = 5 г, а m(Н 2 O) = 20 г, отже:

Приклад 2

Яку масу води необхідно додати до 20 г глюкози для отримання 10% розчину глюкози.

Рішення:

З умов завдання випливає, що розчиненою речовиною є глюкоза, а розчинником вода. Тоді формула (4) може бути записана у нашому випадку так:

З умови ми знаємо масову частку (концентрацію) глюкози та саму масу глюкози. Позначивши масу води як x г, ми можемо записати на основі формули вище наступне рівносильне рівняння:

Вирішуючи це рівняння знаходимо x:

тобто. m(H 2 O) = x г = 180 г

Відповідь: m(H 2 O) = 180 г

Приклад 3

150 г 15%-ного розчину хлориду натрію змішали зі 100 г 20%-ного розчину цієї солі. Яка масова частка солі в одержаному розчині? Відповідь вкажіть з точністю до цілих.

Рішення:

Для вирішення завдань на приготування розчинів зручно використовувати таку таблицю:

	1-й розчин	2-й розчин	3-й розчин
m р.в.
m р-ну
ω р.в.

де m р.в. , m р-ну та ω р.в. - Значення маси розчиненої речовини, маси розчину і масової частки розчиненої речовини відповідно, індивідуальні для кожного з розчинів.

З умови ми знаємо, що:

m (1) розчину = 150 г,

ω (1) р.в. = 15%,

m (2) розчину = 100 г,

ω (1) р.в. = 20%,

Вставимо всі ці значення таблицю, отримаємо:

Нам слід згадати такі формули, необхідні розрахунків:

ω р.в. = 100% ∙ m р.в. / m р-ну, m р.в. = m р-ну ∙ ω р.в. /100%, m р-ну = 100% ∙ m р.в. / р.в.

Починаємо заповнювати таблицю.

Якщо рядку чи стовпчику відсутня лише одне значення, його можна порахувати. Виняток - рядок з р.в.Знаючи значення у двох її осередках, значення в третій розрахувати не можна.

У першому стовпці відсутнє значення лише в одному осередку. Отже, ми можемо розрахувати його:

m(1) р.в. = m (1) р-ну ∙ ω (1) р.в. /100% = 150 г ∙ 15%/100% = 22,5 г

Аналогічно у нас відомі значення у двох осередках другого стовпця, значить:

m (2) р.в. = m (2) р-ну ∙ ω (2) р.в. /100% = 100 г ∙ 20%/100% = 20 г

Внесемо розраховані значення таблицю:

Тепер у нас стали відомі два значення у першому рядку та два значення у другому рядку. Значить ми можемо розрахувати відсутні значення (m (3) р.в. і m (3) р-ра):

m (3) р.в. = m (1) р.в. + m (2) р.в. = 22,5 г + 20 г = 42,5 г

m (3) р-ра = m (1) р-ра + m (2) р-ра = 150 г + 100 г = 250 г.

Внесемо розраховані значення таблицю, отримаємо:

Ось тепер ми впритул підібралися до розрахунку шуканої величини ω (3) р.в. . У стовпці, де вона розташована, відомий вміст двох інших осередків, значить ми можемо її розрахувати:

ω (3) р.в. = 100% ∙ m (3) р.в. /m (3)р-ра = 100% ∙ 42,5 г/250 г = 17%

Приклад 4

До 200 г 15%-ного розчину натрію хлориду додали 50 мл води. Яка масова частка солі отриманому розчині. Відповідь вкажіть з точністю до сотих _______%

Рішення:

Насамперед слід звернути увагу на те, що замість маси доданої води нам дано її обсяг. Розрахуємо її масу, знаючи, що густина води дорівнює 1 г/мл:

m доб. (H 2 O) = V доб. (H 2 O) ∙ ρ (H 2 O) = 50 мл ∙ 1 г/мл = 50 г

Якщо розглядати воду як 0% розчин хлориду натрію, що містить відповідно 0 г хлориду натрію, завдання можна вирішити за допомогою такої ж таблиці, як у прикладі вище. Накреслимо таку таблицю і вставимо відомі нам значення до неї:

У першому стовпці відомі два значення, тож можемо порахувати третє:

m (1) р.в. = m (1) р-ра ∙ ω (1) р.в. /100% = 200 г ∙ 15%/100% = 30 г,

У другому рядку теж відомі два значення, значить можемо розрахувати третє:

m (3) р-ра = m (1) р-ра + m (2) р-ра = 200 г + 50 г = 250 г,

Внесемо розраховані значення до відповідних осередків:

Тепер стали відомі два значення у першому рядку, отже можемо порахувати значення m(3)р.в. у третьому осередку:

m (3) р.в. = m (1) р.в. + m (2) р.в. = 30 г + 0 г = 30 г

ω (3) р.в. = 30/250 ∙ 100% = 12%.

1. Заповніть перепустки в реченнях.

а) У математиці "частка" - це відношення частини до цілого. Для розрахунку масової частки елемента потрібно його відносну атомну масу помножити число атомів даного елемента у формулі і розділити на відносну молекулярну масу речовини.

б) Сума масових часток всіх елементів, що входять до складу речовини, дорівнює 1 або 100%.

2. Запишіть математичні формули для знаходження масових часток елементів, якщо:

а) формула речовини - 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% або w(O) = 100-44=56.

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

3. Розраховуйте масові частки елементів:

а) у метані (СН 4)

б) у карбонаті натрію (Na 2 CO 3)

4. Порівняйте масові частки вказаних елементів у речовинах і поставте знак<, >або = :

5. У поєднанні кремнію з воднем масова частка кремнію дорівнює 87,5%, водню 12,5%. Відносна молекулярна масаречовини дорівнює 32. Визначте формулу цієї сполуки.

6. Масові частки елементів у поєднанні відображені у діаграмі:

Визначте формулу цієї речовини, якщо відомо, що її відносна молекулярна маса дорівнює 100.

7. Етилен є природним стимулятором дозрівання плодів: його накопичення у плодах прискорює їх дозрівання. Чим раніше починається накопичення етилену, тим раніше дозрівають плоди. Тому етилен використовують для штучного прискорення дозрівання плодів. Виведіть формулу етилену, якщо відомо, що масова частка вуглецю становить 857%, масова частка водню -143%. Відносна молекулярна маса цього речовини дорівнює 28.

8. Виведіть хімічну формулу речовини, якщо відомо, що

а) w(Ca) = 36%, w(Cl) = 64%

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

9. Ляпіс має протимікробні властивості. Раніше його застосовували для припікання бородавок. У невеликих концентраціях він діє як протизапальна і в'яжуча шкода, але може спричинити опіки. Виведіть формулу ляпісу, якщо відомо, що до його складу входить 63,53% срібла, 8,24% азоту, 28,23% кисню.