Массовая доля элемента

Введи формулу — получишь долю каждого элемента и проверку суммы. Можно спросить и про один конкретный элемент.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

Нужен один элемент оставь пустым — посчитаем доли всех и проверим сумму

Как это считается

Массовая доля элемента — какую часть массы вещества занимают его атомы. Обозначается греческой буквой омега (ω), считается в процентах или в долях от единицы:

ω (E) = \frac{n \cdot A_{r} (E)}{M} \cdot 100 %

В числителе — масса атомов этого элемента: относительная атомная масса элемента (Ar), умноженная на его индекс в формуле. В знаменателе — относительная молекулярная масса вещества целиком (Mr, численно равна молярной массе в г/моль). Поэтому расчёт всегда начинается с неё: без целого не найти часть.

Доля зависит не только от того, тяжёлый элемент или лёгкий. Кислород с массой 16 нередко занимает больше половины вещества — просто потому, что его атомов много. В медном купоросе их девять против одного атома меди, и доля кислорода выходит вдвое больше.

Величина не зависит от взятого количества: в грамме мела и в тонне мела кальция одинаковые сорок процентов. Отсюда её применение в задачах на руду и примеси — сначала по доле находят массу чистого вещества, и только потом считают по уравнению реакции. Формула работает одинаково для солей, кислот, щелочей и оксидов — был бы известен состав вещества.

Атомные массы

Для расчёта нужна относительная атомная масса каждого элемента — берётся из таблицы Менделеева и округляется до целых, кроме хлора, где привычнее 35,5. Значения ниже — самые частые в школьных задачах; полную таблицу и расчёт для любой формулы даёт калькулятор молярной массы .

ЭЛЕМЕНТ	СИМВОЛ	Ar
Водород	H	1
Углерод	C	12
Азот	N	14
Кислород	O	16
Натрий	Na	23
Магний	Mg	24
Алюминий	Al	27
Сера	S	32
Хлор	Cl	35,5
Калий	K	39
Кальций	Ca	40
Железо	Fe	56
Медь	Cu	64
Цинк	Zn	65

Примеры расчёта

Мел: сколько в нём кальция

ω в C a C O_{3}

Считаем молярную массу

$M = 12 + 3 \cdot 16 + 40 = 100$

Массовая доля — это часть от целого, поэтому сначала нужно целое: молярная масса всего вещества.
Находим долю каждого элемента

$\begin{array}{c} ω (C) = \frac{12}{100} \cdot 100 % = 12 % \\ ω (O) = \frac{48}{100} \cdot 100 % = 48 % \\ ω (C a) = \frac{40}{100} \cdot 100 % = 40 % \end{array}$

В числителе — масса всех атомов этого элемента в формуле, в знаменателе — масса вещества целиком. Индекс входит в числитель множителем.
Проверяем сумму

$12 + 48 + 40 = 100 %$

Доли всех элементов в сумме дают сто процентов. Разошлось — ошибка в молярной массе или в индексах.

C : 12 %, O : 48 %, C a : 40 %

Сорок процентов — это ровно та цифра, которую спрашивают в задачах на минеральные удобрения и породы. Обрати внимание на проверку: доли трёх элементов дают сто процентов ровно, и если сумма не сошлась — ошибка в молярной массе.

Медный купорос: вода занимает больше трети

ω в C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O

Считаем молярную массу

$M = 10 \cdot 1 + 9 \cdot 16 + 32 + 64 = 250$

Массовая доля — это часть от целого, поэтому сначала нужно целое: молярная масса всего вещества.
Находим долю каждого элемента

$\begin{array}{c} ω (H) = \frac{10}{250} \cdot 100 % = 4 % \\ ω (O) = \frac{144}{250} \cdot 100 % = 57,6 % \\ ω (S) = \frac{32}{250} \cdot 100 % = 12,8 % \\ ω (C u) = \frac{64}{250} \cdot 100 % = 25,6 % \end{array}$

В числителе — масса всех атомов этого элемента в формуле, в знаменателе — масса вещества целиком. Индекс входит в числитель множителем.
Проверяем сумму

$4 + 57,6 + 12,8 + 25,6 = 100 %$

Доли всех элементов в сумме дают сто процентов. Разошлось — ошибка в молярной массе или в индексах.

H : 4 %, O : 57, 6 %, S : 12, 8 %, C u : 25, 6 %

Кислорода здесь больше половины по массе — не потому что он тяжёлый, а потому что его девять атомов. Массовая доля зависит и от атомной массы, и от индекса, и одно без другого ничего не говорит.

Вопросы

Это то же самое, что массовая доля в растворе?

Нет, задачи разные. Здесь доля элемента внутри вещества, и она определяется формулой раз и навсегда. В растворе доля вещества зависит от того, сколько его растворили, и меняется при разбавлении.

Почему у кислорода часто самая большая доля?

Дело не в его массе — 16 не так много. Просто атомов кислорода в формуле обычно больше всех: в CuSO₄·5H₂O их девять. Доля зависит и от атомной массы, и от индекса.

Как проверить, что посчитано верно?

Сложить доли всех элементов: должно получиться сто процентов. Не сошлось — ошибка в молярной массе или в прочтении индексов.

Массовая доля и молярная концентрация — это одно и то же?

Нет, разные величины и разные формулы. Массовая доля — отношение масс, без единиц измерения или в процентах. Молярная концентрация — количество вещества на литр раствора, в моль на литр. Путают их из-за того, что обе описывают состав, но считаются они по-разному — обе есть в калькуляторе концентрации растворов.

Как найти формулу вещества по массовым долям?

Обратная задача: доли делят на атомные массы, получают отношение количеств вещества и приводят его к наименьшим целым числам. Так выводят простейшую формулу.

Массовая доля зависит от количества вещества?

Нет. Она определяется только формулой: в грамме мела и в тонне мела кальция одинаковые сорок процентов. Этим она удобна для задач на примеси и на состав руды.

Что такое массовая доля примесей?

Та же величина, но для смеси: масса примеси делится на массу всего образца. В задачах на руду сначала находят массу чистого вещества, и только потом считают по уравнению реакции.

Массовая доля элемента

Калькулятор

Как это считается

Атомные массы

Примеры расчёта

Мел: сколько в нём кальция

Считаем молярную массу

Находим долю каждого элемента

Проверяем сумму

Медный купорос: вода занимает больше трети

Считаем молярную массу

Находим долю каждого элемента

Проверяем сумму

Вопросы

Похожие калькуляторы