Як знаходити масову частку домішок. Масова частка домішок

Масова частка — один із важливих параметрів, який активно використовується для розрахунків і не лише у хімії. Приготування сиропів та розсолів, розрахунок внесення добрив на площу під ту чи іншу культуру, приготування та призначення лікарських препаратів. Для цих розрахунків потрібна масова частка. Формула для її знаходження буде дана нижче.

У хімії вона розраховується:

• для компонента суміші, розчину;
• для складової частини сполуки (хімічного елемента);
• для домішок до чистих речовин.

Розчин це теж суміш, тільки гомогенна.

Масова частка- Це відношення маси компонента суміші (речовини) до всієї його маси. Виражають у звичайних числах або у відсотках.

Формула для знаходження така:

𝑤 = (m (сост. частини) · m (суміші, в-ва)) / 100%.

Масова частка хімічного елементав речовині знаходиться по відношенню до атомної маси хімічного елемента, помноженої на кількість його атомів у цій сполукі, до молекулярної маси речовини.

Наприклад, для визначення wкисню (оксигену) в молекулі вуглекислого газу СО2 спочатку знайдемо молекулярну масу всього з'єднання. Вона становить 44. У молекулі міститься 2 атоми кисню. Значить wкисню розраховуємо так:

w(O) = (Ar(O) · 2) / Mr(СО2)) х 100%,

w(O) = ((16 · 2) / 44) х 100% = 72,73%.

Аналогічним чином хімії визначають, наприклад, wводи в кристалогідраті - комплексі з'єднання з водою. У такому вигляді у природізнаходяться багато речовин у мінералах.

Наприклад, формула мідного купоросу CuSO4 · 5H2O. Щоб визначити wводи в цьому кристалогідраті, потрібно у вже відому формулу підставити, відповідно, Mrводи (у чисельник) та загальну mкристалогідрату (у знаменник). Mrводи 18, а всього кристалогідрату - 250.

w(H2O) = ((18 · 5) / 250) · 100% = 36%

Знаходження масової частки речовини у сумішах та розчинах

Масова частка хімічної сполуки в суміші або розчині визначається за тією ж формулою, тільки в чисельнику буде маса речовини в розчині (суміші), а в знаменнику - маса всього розчину (суміші):

𝑤 = (m (в-ва) · m (р-ра)) / 100%.

Слід звернути увагу, що масова концентрація - це відношення маси речовини до маси всього розчину, а не лише розчинника.

Наприклад, розчинили 10 г кухонної солі 200 г води. Потрібно знайти відсоткову концентрацію солі в отриманому розчині.

Для визначення концентрації солі нам потрібна mрозчину. Вона складає:

m (р-ра) = m (солі) + m (води) = 10 + 200 = 210 (г).

Знаходимо масову частку солі в розчині:

𝑤 = (10 · 210) / 100% = 4,76%

Таким чином, концентрація кухонної солі в розчині становитиме 4,76%.

Якщо за умови завдання дається не m, а об'єм розчину, його потрібно перевести в масу. Робиться це зазвичай через формулу для знаходження густини:

де m - маса речовини (розчину, суміші), а V - його об'єм.

Таку концентрацію використовують найчастіше. Саме її мають на увазі (якщо немає окремих вказівок), коли пишуть про відсотковий вміст речовин у розчинах та сумішах.

У завданнях часто дається концентрація домішок у речовині чи речовини у його мінералах. Слід звернути увагу, що концентрація (масова частка) чистого сполуки визначатиметься шляхом віднімання з 100% частки домішки.

Наприклад, якщо йдеться, що з мінералу одержують залізо, а відсоток домішок 80%, то чистого заліза в мінералі 100 – 80 = 20%.

Відповідно, якщо написано, що в мінералі міститься лише 20% заліза, то у всі хімічні реакції та у хімічному виробництві братимуть участь саме ці 20%.

Наприкладдля реакції з соляною кислотою взяли 200 г природного мінералу, в якому вміст цинку 5%. Для визначення маси взятого цинку користуємося тією самою формулою:

𝑤 = (m (в-ва) · m (р-ра)) / 100%,

з якої знаходимо невідому mрозчину:

m (Zn) = (w · 100%) / m (мін.)

m (Zn) = (5 · 100) / 200 = 10 (г)

Тобто, 200 г взятого для реакції мінералу міститься 5% цинку.

Завдання. Зразок мідної руди масою 150 г містить сульфід міді одновалентної та домішки, масова частка яких становить 15%. Обчисліть масу сульфіду міді у зразку.

Рішення Завдання можливе двома способами. Перший - це знайти за відомою концентрації масу домішок і відняти її від загальної mзразок руди. Другий спосіб - це знайти масову частку чистого сульфіду і по ній вже розрахувати його масу. Вирішимо обома способами.

• I спосіб

Спочатку знайдемо mдомішок у зразку руди. Для цього скористаємося вже відомою формулою:

𝑤 = (m (домішок) · m (зразка)) / 100%,

m(примес.) = (w · m (зразка)) · 100% , (А)

m(примес.) = (15 · 150) / 100% = 22,5 (г).

Тепер по різниці знайдемо кількість сульфіду у зразку:

150 - 22,5 = 127,5 г

• II спосіб

Спочатку знаходимо wз'єднання:

100 — 15 = 85%

А тепер по ній, скориставшись тією самою формулою, що й у першому способі (формула А), знайдемо mсульфіду міді:

m(Cu2S) = (w · m (зразка)) / 100%,

m(Cu2S) = (85 · 150) / 100% = 127,5 (г).

Відповідь: маса сульфіду міді одновалентного у зразку становить 127,5 г.

Відео

З відео ви дізнаєтесь, як правильно робити розрахунки за хімічними формулами та як знайти масову частку.

Чи не отримали відповідь на своє запитання? Запропонуйте авторам тему.

Навколишній простір наповнений різними фізичними тілами, які складаються з різних речовин з різною масою. Шкільні курси хімії та фізики, які ознайомлюють з поняттям та методом знаходження маси речовини, прослухали та благополучно забули всі, хто навчався у школі. Але тим часом теоретичні знання, набуті колись, можуть знадобитися у найнесподіваніший момент.

• Міри обсягів – кубічні сантиметри, метри. Тобто, бочка на 200 літрів має об'єм 2 м³.
• Міра питомої густини знаходиться за допомогою таблиць і є постійною величиною для кожної речовини. Вимірюється щільність кг/м³, г/см³, т/м³. Щільність пива світлого та інших алкогольних напоїв можна переглянути на сайті. Вона складає 1025,0 кг/м³.
• З формули густини p=m/V => m=p*V: m = 1025,0 кг/м³* 2 м³=2050 кг.

Бочка об'ємом 200 літрів, повністю наповнена світлим пивом, матиме масу 2050 кг.

• Молярна маса обчислюється в єдиній системі вимірювань СІ та вимірюється в кг/моль, г/моль. Молярна маса йодиду натрію – це сума молярних мас кожного елемента: M(NaI)=M(Na)+M(I). Значення молярної маси кожного елемента можна обчислити за таблицею, а можна за допомогою онлайн-калькулятора на сайті: M(NaI)=M(Na)+M(I)=23+127=150(г/моль).
• Із загальної формули M (NaI) = m (NaI) / v (NaI) => m (NaI) = v (NaI) * M (NaI) = 0,6 моль * 150 г / моль = 90 грам.

Маса йодиду натрію (NaI) з часткою речовини 0,6 моль становить 90 грам.

• Розведення розчину водою. Маса речовини розчиненої X не змінюється m(X)=m'(X). Маса розчину збільшується на масу доданої води m'(р)=m(р)+m(H 2 O).
• Випарювання води із розчину. Маса розчиненої речовини X не змінюється m(X)=m'(X). Маса розчину зменшується на масу випареної води m'(р)=m(р)-m(H 2 O).
• Зливання двох розчинів. Маси розчинів, а також маси розчиненої речовини X при змішуванні складаються: m''(X)=m(X)+m'(X). m'' (р) = m (р) + m' (р).
• Випадання кристалів. Маси розчиненої речовини X і розчину зменшуються на масу кристалів, що випали: m' (X)=m (X)-m (осада), m' (р)=m (р)-m (осада).

Варіанти знаходження маси речовини – недаремний курс шкільного навчання, а цілком застосовувані практично способи. Кожен зможе легко знайти масу необхідної речовини, застосовуючи вищеперелічені формули і користуючись пропонованими таблицями. Для полегшення завдання прописуйте всі реакції, їх коефіцієнти.

Абсолютно чистих речовин не буває, будь-яка завжди містить якусь кількість домішок. Цей зміст може бути дуже великим, може бути дуже малим, але домішки однаково є. А чи можна знайти масу чистого речовини?

Інструкція

• Згідно з прийнятими нормами, будь-яка хімічна продукція, випущена на державних або приватних підприємствах, повинна мати сертифікат якості, в якому зазначено процентний вміст основного речовинита найбільш значущих домішок. Це визначається лабораторним шляхом за допомогою методів якісного та кількісного аналізу. Сертифікат додається до будь-якої конкретної партії продукції, яке основні показники повинні бути відображені на кожній одиниці упаковки.
• Наприклад, добре відома кухонна сіль – хлористий натрій. Купуючи упаковку марки «Екстра» масою 1 кілограм, скільки чистої солі ви купуєте? Подивіться інформацію з упаковки. Якщо зміст основного речовини 99,7%, це дуже хороший показник, що не дивно, оскільки екстра означає високий ступінь очищення. Отже, чистого речовинив одиниці упаковки міститься: 1000 * 0,997 = 997 грам. Інші три грами розподіляться між різними домішками. Зрозуміло, в інших, менш очищених сортах кухонної солі вміст чистого речовинибуде нижче.
• Або ось завдання, яке напевно зацікавить прекрасну стать. Припустимо, є золоте кільце 585 проби, масою 20 грам. Скільки золота воно містить? Відповісти на це питання дуже просто, достатньо лише згадати, який сенс поняття «проба». У Росії її величина вказує, яка частка чистого шляхетного металу в 1000 вагових часток виробу. Отже, 585 проба відповідає концентрації, що дорівнює 58,5%. Виконайте обчислення в одну дію: 20 * 0,585 = 11,7 грама. Саме стільки чистого золота міститься у кільці.
• А як бути, наприклад, якщо кільце роботи англійського майстра, і важить ті ж 20 грам, але на клеймі замість проби вказано щось незрозуміле – «18К»? Як у такому разі знайти кількість чистого золота у виробі? І тут немає нічого складного. Справа в тому, що у Великій Британії прийнято «каратну» шкалу чистоти благородних металів. Найвищою теоретично, 100% концентрації, відповідає 24 карати. Тоді виріб був би промаркований «24К». Раз стоїть тавро «18К», це означає, що у виробі 18 вагових частин золота, та 6 вагових частин домішок. Розділіть: 18/24 = 0,75. Виріб відповідає вашій 750 пробі. Виконайте обчислення: 20 * 0,75 = 15 грам. Ось скільки чистого золота міститься у цьому кільці.

У студентів часто викликає труднощі у вирішенні завдань. Алгоритм оформлення та вирішення завдань допоможуть їм у цьому. Тут розглянуто алгоритми розв'язання задач за темами:

1. ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ДОЛИ ВИХОДУ ПРОДУКТУ РЕАКЦІЇ ВІД ТЕОРЕТИЧНО МОЖЛИВОГО.

Перегляд вмісту документа
«Алгоритми вирішення задач з хімії»

Алгоритм

вирішення завдань на домішки.

Визначення маси (об'єму) речовини за відомою масою іншої речовини, що містить певну частку домішок.

Пам'ятайте: 1.Особливість даного типу завдань у тому, що спочатку необхідно обчислити масу чистої речовини у суміші.

2. За умови завдання ролі суміші може виступати руда, технічний зразок речовини, розчин.

Схема розв'язання задачі :

Аналіз та крат- розрахунки з

ка запис визначення рівняння відповідь.

Умови задачі маси чистої реакції

речовини

Порядок розв'язання задачі:

Визначте масу чистої речовини за такою формулою: m в-ва = m суміші * ω в-ва.

Напишіть рівняння реакції.

Знайдіть кількості речовин, даних у задачі, за рівнянням та за умовою.

Зробіть необхідні розрахунки та запишіть відповідь.

Зразок рішення:

Розрахуйте об'єм водню, що виділився при взаємодії із соляною кислотою 325 г цинку, що містить 20% домішок.

Д а н о: Рішення:

m техніч. (Zn) = 325 г 1) m техніч. (Zn) = 325 г ω (Zn) = 100% -20% = 80% (0,8);

ω прим. = 20% (0,2) ω прим. = 20% (0,2) m (Zn) = 325 * 0,8 = 260 г

V(Н 2)=? n (Zn) = 260г: 65 г/моль = 4 моль.

за умовою: 4 моль Х моль

2) Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

за рівнянням: 1 моль 1 моль

V(Н 2) = Vm * n(Н 2); V(Н 2) = 22,4 л/моль * 4 моль = 89,6 л.

Відповідь: V (Н 2) = 89,6 л.

Алгоритм

вирішення завдань на домішки.

Визначення масової частки домішок (або масової частки чистої речовини у суміші) за масою (обсягом) продуктів реакції.

Пам'ятайте : 1) спочатку виконуються дії щодо рівняння реакції;

2) для визначення масової частки домішок застосовуємо формулу:

ω прим. = m прим. / m суміші.

Схема розв'язання задачі :

завдання розрахунки маси визначення визначення

Речовини по урав- маси частки відповідь.

Ненію домішок домішок

Порядок розв'язання задачі :

Прочитайте завдання, запишіть коротку умову.

Складіть рівняння хімічної реакції.

Розрахуйте масу чистої речовини, необхідної для реакції за рівнянням реакції .

Обчисліть масу домішок у зразку за умовою.

Обчисліть масову частку домішок за формулою: прим. = m прим. / m суміші.

Зразок рішення:

Визначте масову частку домішок у технічному зразку карбіду кальцію, якщо з 200 г його отримали 56 л ацетилену.

Д а н о: Розв'язання: нехай х г – маса чистої речовини CaC 2 .

m техніч. (CaC 2) = 200г 1) за умовою: х г 56л

V(З 2 Н 2) = 56 л CaC 2 + 2Н2О = З 2 Н 2 + Са(ОН) 2

ω прим =? 1 моль 1 моль

М=64г/моль V m =22.4л/моль

за рівнянням: m=64 г V= 22,4 л,

тоді х г/64 г= 56 л/22,4 л; х = 160 р.

2) визначаємо масу домішок у зразку:

m прим. = 200 - 160 = 40 р.

3) визначаємо масову частку домішок:

ω прим = 40 г/200 г = 0,2 (або 20%).

Відповідь: ω прим = 20%.

АЛГОРИТМ РІШЕННЯ ТА ОФОРМЛЕННЯ ЗАВДАНЬ НА ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ДОЛИ ВИХОДУ ПРОДУКТУ РЕАКЦІЇ ВІД ТЕОРЕТИЧНО МОЖЛИВОГО.

Зразок оформлення завдання:

Дано: Рішення:

V(NH 3) = 11,2 л 1) m(V)теоретич. виходу -?

m практ.вих (NH 4 NO 3 ) = 15г 11,2л Х

η(NH 4 NO 3) - ? NH 3 + HNO 3 → NH 4 NO 3

1 моль 1 моль

× 22,4л/моль × 80г/моль

Х = = 40г - m теор.

2) η(NH 4 NO 3) - ?

η(NH 4 NO 3) = 100% = 100% = 37,5%

Відповідь: η(NH 4 NO 3) = 37,5%

Виріши самостійно:

При пропущенні 170г аміаку через розчин соляної кислоти одержали 500г хлориду амонію. Скільки % це від теоретично можливого виходу

Алгоритм розв'язання задач

Обчислення за хімічними рівняннями

Розрахунки за хімічними рівняннями реакцій, якщо одна речовина взята в надлишку