Масова частка елемента в речовині та її практичне значення

Хімічні формули речовин показують якісний та кількісний склад: з яких видів атомів складаються та скільки їх є в молекулі.

Важливими кількісними характеристиками речовини є співвідношення мас атомів, атомна частка та масова частка елемента в речовині.

Найбільше практичне значення має масова частка, з якою сьогодні більш детальніше познайомимось.

Масова частка елемента ω(E) в речовині це відношення маси цього елемента до маси речовини:

Masova-chastka1

Якщо відома хімічна формула сполуки, масову частку можна порахувати за формулою:

Masova-chastka2

n – кількість атомів хімічного елемента;

Ar – відносна атомна маса;

Mr – відносна молекулярна маса.

Масову частку виражають у відсотках або в частках від одиниці.

Задача 1. Зразок червоного залізняку масою 40 г містить 28 г Феруму та 12 г Оксигену. Визначте масові частки елементів у сполуці.

Розв’язання:

Masova-chastka3

ω(Fe) = 28/40 · 100 % = 70 %

ω(O) = 100 – 70 = 30 %

Відповідь: ω(Fe) = 70 %, ω(O) = 30 %.

Задача 2. Визначте масові частки елементів у червоному залізняку хімічна формула якого Fe2O3.

Розв’язання:

Masova-chastka4

Mr(Fe2O3) = 56 · 2 + 16 · 3 = 160

ω(Fe) = 2 · 56 / 160 · 100 % = 70 %

ω(O) = 100 – 70 = 30 %

Відповідь: ω(Fe) = 70 %, ω(O) = 30 %.

Часто масовий склад речовини подають у вигляді кругової діаграми. Для вищезгаданої сполуки вона буде мати такий вигляд:

Masova-chastka6

Масові частки елементів в речовині можна визначити експериментальним шляхом. Яке практичне значення має масова частка елемента у сполуці?

Окрім наочної інформаціє є два основні напрямки застосування.

1) Інформація про масовий склад дає можливість кількісно порахувати вміст одного чи декількох елементів у речовині.

Задача 3. Яку масу заліза можна добути з червоного залізняку масою 1000 кг?

Розв’язання:

З попередніх задач відомо, що масова частка Феруму у гематиті становить 70 %.

m(Fe) = ω(Fe) · m(речовини) / 100 %

m(Fe) = 70 % · 1000 кг / 100 % = 700 кг.

Відповідь: з гематиту масою 1000 кг теоретично можна добути 700 кг заліза.

2) Інформація про масовий склад дозволяє встановити найпростішу (емпіричну) формулу речовини.

Задача 4. В гематиті масові частки Феруму та Оксигену становлять відповідно 70 % та 30 %. Виведіть найпростішу формулу гематиту.

Розв’язання:

Позначимо хімічну формулу гематиту FexOy, де x та y – індекси.

Індекси x та y можна знайти за формулою:

Masova-chastka5

x : y = 70/56 : 30/16 = 1,25 : 1,875 = 1 : 1,5 = 2 : 3

Емпірична формула Fe2O3.

Відповідь: найпростіша формула гематиту Fe2O3.

Завдання для самоконтролю.

1. Зразок мармуру містить 80 г Кальцію, 24 г Карбону та 96 г Оксигену. Знайдіть масові частки елементів в даному мінералі. (40 %, 12 %, 48 %)

2. Глюкоза масою 20 г містить 8 г Карбону, 1,33 г Гідрогену та Оксиген. Визначте масові частки всіх елементів. (40 %, 6,65 %, 53,35 %)

3. 50 г сфалериту містить 31,82 г Цинку, решта – Сульфур. Які маси цинку та сірки можна добути з 2 т руди. (1273 кг, 727 кг)

4. Визначте масові частки всіх елементів у наступних сполуках:

а) SO2
б) MgCO3
в) Ca(OH)2
г) Al2(SO4)3

5. Яка маса Оксигену міститься в 8 г сульфур (ІV) оксиду SO2? (4 г)

6. Яка з руд багатша на мідь:

а) куприт Cu2O
б) халькопірит CuFeS2
в) халькозин Cu2S
г) малахіт (CuOH)2CO3

(Cu2O)

7. З якою масою амоніачної селітри NH4NO3 в ґрунт буде внесено стільки ж Нітрогену, скільки його внесли, використовуючи 25 кг калій нітрату KNO3? (9,9 кг)

8. Мідна руда містить 3 % халькозину Cu2S. Визначте масову частку (%) Купруму в руді. (2,4 %)

9. Яка маса фосфору міститься в 500 кг фосфориту, масова частка кальцій фосфату Ca3(PO4)2 в якому становить 90%? (90 кг)

10. До складу речовини входить Гідроген, Фосфор та Оксиген, масові частки яких відповідно становлять 3,06 %, 31,63 % та 65,31 %. Визначте формулу речовини. (H3PO4)

Додати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *