Определение массовой доли вещества в растворе: 2. Примеры вычислений с массовой долей растворённого вещества

Содержание

Определение массовой доли | Задачи 1

 

 


Общая формула определения массовой доли имеет вид:

Для случая растворов формула определения массовой доли вещества конкретизируется в вид:

Задача 1. 
Определить массовую долю каждого вещества в растворе, образованном из 15 г чистой уксусной кислоты и 235 г воды.
Дано:
масса воды: m(Н2О) = 235 г;
масса уксусной кислоты: m(СН3СООН) = 15 г.
Найти:
массовую долю воды;
массовую долю уксусной кислоты.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

Масса всего раствора равна сумме масс уксусной кислоты и воды: mр-ра = 15 + 235 = 250 г. Подставляем данные в формулу для определения массовой доли:

Сумма массовых долей всех веществ раствора всегда будет равна 100%. Поэтому для раствора состоящего из двух веществ достаточно указать массовую долю одного из них. Массовая доля второго вещества вычисляется по разнице:

2 = 100 –  1.  Массовую долю воды в рассмотренной задаче мы могли вычислить тоже по разнице:

 Н2О) = 100% –   СН3СООН) = 100% – 6% = 94%.

Ответ:    СН3СООН) = 6% ;  Н2О) = 94% .


Задача 2. 
В 600 г воды растворили 13 г КОН и 12 г МаОН. Определить массовую долю всех веществ в полученном растворе.
Дано:
масса воды: m(Н2О) = 600 г;
масса гидроксида калия: m(КОН) = 13 г;
масса гидроксида натрия: m(NаОН) = 12 г;
Найти:
массовую долю каждого из веществ в растворе.
Решение:
В этой задаче раствор состоит из трех веществ: Н2О, КОН и NaОН. Гидроксид калия химически не взаимодействует с гидроксидом натрия, поэтому новых веществ не образуется и ничего не расходуется.

                                                                                                                         

Массовую долю воды можно было найти и по разности:

 Н2О) = 100% – (КОН) – (NаОН) = 100 – 2,08 – 1,92 = 96% .

 Ответ:  (КОН) — 2,08%; NаОН) = 1,92%;  Н2О) = 96,00%.


Задача 3.
При растворении 17 г МаОН в воде образовалось 36,8 мл раствора (р = 1,32 г/мл). Определите массовую долю NаОН в полученном растворе.
Дано:
масса гидроксида натрия: m(NаОН) = 17 г;
объем раствора: Vр-ра = 36,8 мл;
плотность раствора: рр-ра =1,32 г/мл.
Найти: NaOH.
Решение:
Во всех задачах, в которых используется массовая доля необходимо от объема раствора переходить к массе. Переход от объемных единиц измерения к массовым осуществляется только через плотность по соотношению:

Находим массовую долю NаОН в растворе:

Ответ:  NаОН) = 35%. 


Определение массовой доли веществ в растворе

 

 

Задача 4. 
Медную пластинку массой 5 г поместили в 200 г 10% — ного раствора нитрата серебра. Через некоторое время пластинку вынули из раствора и снова взвесили. Ее масса изменилась на 1,5 г. Определите массовую долю всех веществ в растворе после реакции.
Дано;
Исходная масса медной пластинки: m(Сu)исх. = 5 г;
масса исходного раствора: mисх. р-ра = 200 г;
массовая доля АgNO3 в исходном растворе: (АgNO3) = 10%;
изменение в массе пластинки:  mпластинки = 1,5 г.

Найти: 
массовую долю всех веществ в растворе после реакции.
Решение:
В условии описана реакция окисления меди ионами серебра Ag

+:

Сu + 2АgNО3   = Сu(NO3)2 + 2Аg↓

Причем следует учитывать, что металлическое серебро выделяется на пластинке, а не выпадает на дно реакционного сосуда.

Так как в условии не указано, на каком этапе протекания реакции пластинку вынули из раствора, остается неизвестным, весь ли исходный нитрат серебра принял участие в реакции. Путем изъятия пластинки из раствора мы могли прекратить реакцию в любой момент. В случае, если АgNО3 расходовался не весь, конечный раствор будет содержать смесь солей: Сu(NO3)2 и АgNО3. Таким образом, сначала нам придется определять количество нитрата серебра, принявшего участие в реакции1. Для этого можно использовать разные алгоритмы. Наиболее удобен встречный алгоритм. В нем мы вводим величину «а», которой обозначаем массу (количество, объем) интересующего нас вещества, в данном случае m(АgNО

3). Далее, используя введенную величину как известную, по уравнению химической реакции находим массу растворившейся меди и массу выделившегося на пластинке серебра. В итоге, учитывая изменение массы пластинки, составляем математическое уравнение. Его решение дает массу расходовавшегося АgNО3. По ней мы легко рассчитаем массу образовавшегося Сu(NO3)и массу оставшегося нитрата серебра (если он остался) в конечном растворе.

Алгоритм решения можно выразить следующей схемой:

После определения массы расходовавшегося нитрата серебра находим массовые доли солей в конечном растворе по схеме:

1. Обозначим массу расходовавшегося АgNО3 величиной «а»:

m(AgNO3)расход. = а г.

2. Пользуясь величиной «а» как известной определим массу растворившейся с пластинки меди и выделившегося на ней серебра:

Составим две пропорции:

х г Сu взаимодействуют с а г АgNО3 (по условию)
63,5 г Сu взаимодействуют с 339,8 г АgNО3 (по уравнению)

а г АgNО3  дают  у г Ag (по условию)
339,8 г АgNО3 дают 215,8 г Ag (по уравнению)

3. Определим массу пластинки после реакции, используя найденные значения масс растворившейся меди и выделившегося серебра:

mпласт. после р-ии = mисх. пласт. –  m(Cu)растворилось + m(Ag)выделилось =
= 5 – (0,187 . а)  + (0,6,35 .а)  =  5 + (0,448 .а) г.

4. Определим массу пластинки после реакции по данным из условия.

В условии сказано, что масса пластинки изменилась, но не указано увеличилась она или уменьшилась. По уравнению реакции можно ответить на этот вопрос:

При растворении 63,5 г меди выделяется 215,8 г серебра, следовательно, масса пластики после реакции увеличилась

2.

m(пластинки после р-ии) = m(исходн. пластинки) + m = 5 + 1,5 = 6,5 г.

5. Используя данные о массе пластинки, полученные двумя разными путями в 3 и 4 действиях, составляем математическое уравнение. Приравниваем значения массы пластинки после реакции:

5 + 0,448 . а = 6,5

Решая уравнение, получим: а = 3,35 г.

Величиной «а» мы обозначали массу расходовавшегося АgNО3: m(AgNO3)расходовалось = 3,35 г.

6. Теперь определим массу оставшегося после реакции нитрата серебра:

m(АgNО3)осталось = m(АgNО3)в исх. р-ре  –  m(АgNО3)расходовалось

Определим m(АgNО3)в исх р-ре по массовой доле и массе раствора (из условия):

7. Определим массу образовавшегося Сu(NO

3)по массе расходовавшегося нитрата серебра.

Составим пропорцию:

3,35  г АgNО3 дают х г Сu(NO3)2 (по условию)
339,8 г АgNО3 дают 187,5 г Сu(NO3)2 (по уравнению)

8. Определим массовые доли АgNО3 и Сu(NO3)2  в конечном растворе. Для этого нам потребуется узнать массу воды в растворе. Ее масса не изменилась в процессе реакции, так как вода не принимала в ней участия.

Ответ: АgNО3 = 8,39%;   Сu(NO3)2 = 0,93%.


Комментарии:
1Несмотря на то, что одно из веществ взято в избытке, а другое в недостатке, эта задача не  относится к типу «на определение избытка-недостатка». В ее условии указано количество только одного исходного участника реакции (АgNО3). Применение алгоритма определения избытка-недостатка невозможно.

3 В случае других металлов масса пластинки могла и уменьшиться. Это зависит от молярной массы металла и от соотношения коэффициентов перед ними в уравнении реакции. Изменение массы обозначают греческой буквой дельта «».


Определение массовой доли

Определение массовой доли (ω) вещества

Многие характеристики вещества являются суммой нескольких составляющих, каждая из которых представляет определенную долю от целого. Математически долю каждой составляющей определяют как частное от деления части на целое (меньшей величины на большую).
Важными характеристиками состава многокомпонентных систем (молекул, смесей веществ, растворов, сополимеровСополимеры – высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых содержат два (и более) типа структурных звеньев.) являются массовые, мольные и объёмные доли отдельных компонентов.

Массовая доля компонента (вещества, химического элемента) – содержание компонента в многокомпонентной системе (смеси веществ, растворе, молекуле), определяемое как отношение массы этого компонента к суммарной массе всех компонентов системы.

Таким образом, для нахождения массовой доли вещества в смеси (и решения обратной задачи) служит соотношение: ω(вещества) = m(вещества) / m(смеси). Массовую долю элемента в веществе можно определить, используя молярные массы:
ω(элемента) = M(элемента) / M(вещества).

Например, массовая доля водорода ω(H) в этиловом спирте С2Н5ОН вычисляется следующим образом:

Часто долю выражают в процентах. Для этого полученный результат умножают на 100. То есть в данном случае ω(H)=13%. Это означает, что в каждом г (кг, т) С2Н6O содержится 0,13 г (кг, т) водорода или каждые 100 г (кг, т) С2Н6O содержат 13 г (кг, т) водорода.

Задача 1. Вычислить массовые доли каждого из элементов, входящих в состав углеводорода, формула которого C6H12

.

Задача 2. Из нефти получают бензин (массовая доля его в нефти составляет 25%) и мазут (55%). При дальнейшей переработке мазута получают еще некоторое количество бензина (60% от массы мазута). Рассчитайте массу бензина, который будет получен из нефти массой 200 кг.

Задача 3. Смесь ацетата натрия с избытком гидроксида натрия прокалили. После прокаливания масса сухого остатка оказалась в 1,136 раза меньше массы исходной смеси. Вычислите массовые доли компонентов исходной смеси.

Решение
При сплавлении ацетата натрия CH3COONa с гидроксидом натрия образуется метан CH4 (реакция Дюма).
Уравнение реакции:


 

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]


Вычисление массовой доли элемента или вещества

Как вычислить массовую долю элемента в веществе

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 АxВy 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 H2SO4 и выразите их в процентах.

1. Вычисляем относительную молекулярную массу серной кислоты:

Mr (H2SO4) = 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 Al2O3 и выразите их в процентах.

1. Вычисляем относительную молекулярную массу оксида алюминия:

Mr( Al2O3) = 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 BaCl2·2H2O.

Молярная масса BaCl2·2H2O составляет:

М(BaCl2·2H2O) = 137+ 2 · 35,5 + 2 · 18 = 244 г/моль

Из формулы BaCl2·2H2O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль H2O. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl2·2H2O:

m(h3O) = 2 · 18 = 36 г.

Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2·2H2O.

ω(H2O) = m(H2O)/m(BaCl2 · 2H2O) = 36 / 244 = 0,1475 = 14,75%.

Пример 2. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag2S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.

Дано:

m(Ag )=5,4 г

m = 25 г

Решение

Определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите:

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

Из формулы Ag2S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра.

Определяем количество вещества аргентита:

n(Ag2S) = 0,5 · n(Ag) = 0,5 · 0,05 = 0,025 моль

Рассчитываем массу аргентита:

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

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

ω(Ag2S) = m(Ag2S) / m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

Найти:

ω(Ag2S) = ?

Технологическая карта урока «Массовая доля вещества в растворе»

Название урока и класс:

Массовая доля растворённого вещества, 8 класс

Предмет

химия

Учитель

Сафарова Марина Александровна

МБОУ Лицей №15 Заводского района г. Саратова

Цели:

Сформировать умения выражать состав раствора через массовую долю растворённого вещества и определять состав раствора по массовой доле растворённого вещества.

Планируемые результаты:

Предметные. Знать определение массовой доли растворённого вещества. Уметь вычислять массовую долю и массу вещества в растворе.

Метапредметные. Развивать умения устанавливать аналогии, делать обобщения, оценивать правильность выполнения
учебной задачи, собственные возможности её решения, использовать речевые средства для выражения своих мыслей.
Личностные. Формировать осознанное уважительное отношение к одноклассникам, их труду.

Этап урока

Время (мин.)

Деятельность учителя

Ссылки на карточки Учи.ру

Организационный момент

2

Приветствует детей, проверяет их готовность к уроку. Настраивает на активную работу.

Актуализация опорных знаний учащихся

5

Организует «Мозговой штурм»

по вопросам:

1.Что такое смеси?

2.Приведите классификацию смесей

3. Что такое растворимость? Как зависит растворимость от температуры?

4. Назовите примеры растворов.

Самоопределение к деятельности Постановка учебной задачи

10

Заслушивает доклад одного из учащихся на тему: «Вода – это жизнь». Обсуждает с учащимися связь понятия растворы и темы доклада.

Предлагает учащимся приготовить два раствора (по технологическим картам) и резюмировать, чем будут отличаться растворы. Вводится понятие концентрация, массовая доля.

Осмысление новых знаний.

10

Предлагает перенести определение и формулы для расчета массовой доли в тетрадь и рассчитать концентрацию приготовленных растворов.

Работа с карточками учи.ру с помощью интерактивной доски

https://uchi.ru/teachers/groups/4797594/subjects/1/course_programs/8/cards/206816

Первичное закрепление знаний

10

Решение задач на вычисление массовой доли вещества в растворе (рабочая тетрадь), индивидуальная работа по карточкам учи.ру

https://uchi.ru/teachers/groups/4797594/subjects/1/course_programs/8/cards/206826

https://uchi.ru/teachers/groups/4797594/subjects/1/course_programs/8/cards/206828

Рефлексия.

5

Задает вопросы:

Что на уроке было главным?

Что было интересным?

Что нового сегодня узнали?

Чему научились?

Домашнее задание.

3

Записывает на доске и комментирует.

§ 35, упр. 1—9, тестовые задания.

Творческое задание: рассчитать массовую долю сахара в чае.

Карточки учи ру.

https://uchi.ru/teachers/groups/4797594/subjects/1/course_programs/8/lessons/60917

Массовая доля химического элемента в веществе. Расчёт массовой доли химических элементов по формуле вещества

Инструкция

Массовая доля вещества находится по формуле: w = m(в)/m(см), где w – массовая доля вещества, m(в) – масса вещества, m(см) – масса смеси. Если же растворено, то выглядит так: w = m(в)/m(р-ра), где m(р-ра) – масса раствора. Массу раствора при необходимости тоже можно найти: m(р-ра) = m(в) + m(р-ля), где m(р-ля) – масса растворителя. При желании массовую долю можно умножить на 100%.

Если в условии задачи не дано значения массы, то его можно рассчитать с помощью нескольких формул, выбрать нужную помогут величины данные в условии. Первая формула для : m = V*p, где m – масса, V – объем, p – плотность. Следующая формула выглядит так: m = n*M, где m – масса, n – количество вещества, M – молярная масса. Молярная масса в свою очередь складывается из атомных масс элементов, входящих в состав вещества.

Для лучшего понимания данного материала решим задачу. Смесь медных и магниевых опилок массой 1,5 г обработали избытком . В результате реакции водород объемом 0,56 л (). Вычислите массовую долю меди в смеси.
В этой задаче проходит , записываем ее уравнение. Из двух веществ с избытком соляной кислоты только магний: Mg + 2HCl = MgCl2 + h3. Чтобы найти массовую долю меди в смеси, необходимо подставить значения в следующую формулу: w(Cu) = m(Cu)/m(см). Масса смеси дана, найдем массу меди: m(Cu) = m(см) – m(Mg). Ищем массу : m(Mg) = n(Mg)*M(Mg). Найти количество вещества магния поможет уравнение реакции. Находим количество вещества водорода: n = V/Vm = 0,56/22,4 = 0,025 моль. По уравнению видно, что n(h3) = n(Mg) = 0,025 моль. Рассчитываем массу магния, зная что молярная равна 24 г/моль: m(Mg) = 0,025*24 = 0,6 г. Находим массу меди: m(Cu) = 1,5 – 0,6 = 0,9 г. Осталось вычислить массовую долю: w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 или 60%.

Видео по теме

Обратите внимание

Массовая доля не может быть больше единицы или, если она выражается в процентах, больше 100%.

Источники:

  • «Пособие по химии», Г.П. Хомченко, 2005.
  • Вычисление доли продаж по региону

Массовая доля показывает в процентах или в долях содержание вещества в каком–либо растворе или элемента в составе вещества. Умение вычислить массовую долю полезно не только на уроках химии, но и когда вы хотите приготовить раствор или смесь, например, в кулинарных целях. Или изменить процентное отношение, в уже имеющемся у вас составе.

Инструкция

К примеру, вам на зиму необходим минимум в 15 куб. метров березовых дров.
Ищите в справочной плотность березовых дров. Это: 650 кг/м3.
Вычисляйте массу, подставив значения в ту же формулу удельной плотности.

m = 650*15 = 9750 (кг)

Теперь, исходя из грузоподъемности и вместимости кузова, вы можете определиться с видом транспортного средства и количеством поездок.

Видео по теме

Обратите внимание

Люди постарше больше знакомы с понятием удельного веса. Удельная плотность вещества – это то же, что и удельный вес.

Массовая доля вещества показывает его содержание в более сложной структуре, например, в сплаве или смеси. Если известна общая масса смеси или сплава, то зная массовые доли составляющих веществ можно найти их массы. Найти массовую долю вещества, можно зная его массу и массу всей смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах или процентах.

Вам понадобится

Инструкция

Определите массовую долю вещества, которое находится в смеси через массы смеси и самого вещества. Для этого с помощью весов определите массы , составляющих смесь или . Затем сложите их. Полученную массу примите за 100%. Чтобы найти массовую долю вещества в смеси, поделите его массу m на массу смеси M, а результат умножьте на 100% (ω%=(m/M)∙100%). Например, в 140 г воды растворяют 20 г поваренной соли. Чтобы найти массовую долю соли, сложите массы этих двух веществ М=140+20=160 г. Затем найдите массовую долю вещества ω%=(20/160)∙100%=12,5%.

Если требуется найти или массовую долю элемента в веществе с известной формулой, воспользуйтесь периодической таблицей элементов. По ней найдите атомные массы элементов, которые в вещества. Если один в формуле несколько раз, умножьте его атомную массу на это число и сложите полученные результаты. Это будет молекулярная масса вещества. Чтобы найти массовую долю любого элемента в таком веществе, поделите его массовое число в данной химической формуле M0 на молекулярную массу данного вещества M. Результат множьте на 100 % (ω%=(M0/M)∙100%).

Например, определите массовую долю химических элементов в медном купоросе. Медный (сульфат меди II), имеет химическую формулу CuSO4. Атомные массы элементов, входящих в его состав равны Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, массовые числа этих элементов будут равны M0(Cu)=64, M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, с учетом того, что в молекуле содержится 4 атома . Рассчитайте молекулярную массу вещества, она равна сумме массовых чисел составляющих молекулу веществ 64+32+64=160. Определите массовую долю меди (Cu) в составе медного купороса (ω%=(64/160)∙100%)=40%. По такому же принципу можно определить массовые доли всех элементов в этом веществе. Массовая доля серы (S) ω%=(32/160)∙100%=20 %, кислорода (О) ω%=(64/160)∙100%=40%. Обратите внимание на то, что сумма всех массовых долей вещества должна составить 100%.

Инструкция

Определите химическую форму вещества, массовые доли элементов которого нужно найти. Возьмите периодическую систему Менделеева и найдите в ней ячейки элементов, соответствующие атомам, входящим в состав молекулы данного вещества. В ячейке найдите массовое число каждого такого элемента . Если найденное значение массового числа элемента дробное, округлите его до ближайшего .

В том случае, когда атомы одного типа встречается в молекуле несколько раз, умножьте на это число их атомную массу. Сложимте массы всех элементов, входящих в состав молекулы, чтобы получить значение в атомных единицах массы. Например, если нужно найти массу молекулы соли, которая сульфат (Na2SO4), определяет атомную массу натрия Ar(Na)=23, серы Ar(S)=32 и Ar(О)=16. Поскольку в молекуле содержится 2 натрия, то для него берите значение 23*2=46, а , у которого 4 атома — 16*4=64. Тогда масса молекулы составит сульфата натрия составит Мr(Na2SO4)=46+32+64=142.

Чтобы подсчитать массовые доли элементов, входящих в состав молекулы данного вещества, найдите отношения масс атомов, входящих в молекулу вещества, к массе молекулы, а результат умножьте на 100%. Например, если рассматривать сульфат натрия Na2SO4, рассчитайте массовые доли его элементов таким образом:- массовая доля натрия составит ω(Na)= 23 2 100%/142=32,4%;
— массовая доля серы составит ω(S)= 32 100%/142=22,5%;
— массовая доля кислорода составит ω(О)= 16 4 100%/142=45,1%.

Массовые доли показывают относительное элементов в данной молекуле вещества. Проверьте правильность вычисления, сложив массовые доли вещества. Их сумма должна составить 100%. В рассматриваемом примере 32,4%+22,5%+45,1%=100%, расчет произведен .

Пожалуй, невозможно найти столь же необходимый для жизни элемент, как кислород. Если без пищи человек может прожить несколько недель, без воды несколько дней, то без кислорода – всего несколько минут. Это вещество находит широкое применение в разных областях промышленности, в том числе химической, а также как компонент ракетного топлива (окислитель).

Инструкция

Часто возникает необходимость определить массу кислорода, находящегося в каком-то замкнутом объеме, или в результате химической реакции. Например: 20 граммов перманганата подвергли термическому разложению, реакция прошла до конца. Сколько граммов кислорода при этом выделилось?

Прежде всего, вспомните, что калия – он же – имеет химическую формулу KMnO4. При нагревании он разлагается, образуя манганат калия – K2MnO4 , основной – MnO2, и O2. Записав уравнение реакции, и подобрав коэффициенты, получите:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Учитывая, что приблизительная молекулярная масса двух молекул перманганата калия – 316, а молекулярная масса молекулы кислорода, соответственно, 32, путем решения пропорции, вычислите:

20 * 32 /316 = 2,02
То есть при термическом разложении 20 граммов перманганата калия, получается примерно 2,02 грамма кислорода. (Или округленно 2 грамма).

Или, например, требуется определить массу кислорода, находящегося в замкнутом объеме, если известна его температура и давление. Здесь на помощь приходит универсальное уравнение Менделеева – Клапейрона, или по-другому «уравнение состояния идеального газа». Оно имеет такой вид:

PVm = MRT
P – давление газа,

V – его объем,

m – его молярная масса,

М – масса,

R – универсальная газовая постоянная,

Т – температура.

Вы видите, что требуемую величину, то есть массу газа (кислорода), после приведения всех исходных данных в одну систему единиц (давление – , температуру – в градусы Кельвина и т.д.), легко можно вычислить по формуле:

Разумеется, реальный кислород – это не идеальный газ, для описания которого и было введено это уравнение. Но при величинах давления и температуры, близких к , отклонения расчетных величин от фактических столь незначительны, что ими смело можно пренебречь.

Видео по теме

Что такое массовая доля элемента ? Из самого названия можно понять, что это величина, указывающая, в каком соотношении находятся масса элемента , входящего в состав вещества, и общая масса этого вещества. Она выражается в долях единицы: процентах (сотых долях), промилле (тысячных) и т.д. Как можно вычислить массу какого-либо элемента ?

Инструкция

Для наглядности рассмотрите хорошо известный всем углерод, без которого не было бы . Если углерод представляет собою вещество (например, ), то его массовую долю можно смело принять за единицу или за 100%. Разумеется, алмаз тоже содержит примеси других элементов, но в большинстве случаев, в столь малых количествах, что ими можно пренебречь. А вот в таких модификациях углерода, как или , содержание примесей довольно высокое, и пренебрежение недопустимо.

Если же углерод входит в состав сложного вещества, надо действовать следующим образом: запишите точную формулу вещества, затем, зная молярные массы каждого элемента , входящего в его состав, вычислите точную молярную массу этого вещества (разумеется, с учетом «индекса» каждого элемента ). После этого определить массовую долю , разделив общую молярную массу элемента на молярную массу вещества.

Например, нужно найти массовую долю углерода в уксусной кислоте. Напишите формулу уксусной кислоты: СН3СООН. Для облегчения подсчетов преобразуйте ее в вид: С2Н4О2. Молярная масса этого вещества складывается из молярных масс элементов: 24 + 4 + 32 = 60. Соответственно, массовая доля углерода в этом веществе вычисляется так: 24/60 = 0,4.

Если нужно исчислить ее в процентном соотношении, соответственно, 0,4 * 100 = 40%. То есть в каждом уксусной кислоты содержится (приблизительно) 400 грамм углерода.

Разумеется, совершенно аналогичным образом можно найти массовые доли всех других элементов. Например, массовая в той же уксусной кислоте вычисляется так: 32/60 = 0,533 или примерно 53,3%; а массовая доля водорода равна 4/60 = 0,666 или примерно 6,7%.

Источники:

  • массовые доли элементов

Химическая формула – это запись, сделанная с использованием общепринятых символов, которая характеризует состав молекулы какого-либо вещества. Например, формула всем известной серной кислоты – h3SO4. Легко можно увидеть, что каждая молекула серной кислоты содержит два атома водорода, четыре атома кислорода и один атом . Надо понимать, что это – лишь эмпирическая формула, она характеризует состав молекулы, но не ее «структурность», то есть расположение атомов относительно друг друга.

Вам понадобится

  • — Таблица Менделеева.

Инструкция

Сначала узнайте элементы, в состав вещества, и их . Например: какова будет оксида азота? Очевидно, что в состав молекулы этого два элемента: азот и . Оба они – газы, то есть ярко выраженные . Так какую же валентность имеют азот и кислород в этом соединении?

Запомните очень важное правило: неметаллы имеют высшую и низшую валентности. Высшая соответствует номеру группы (в данном случае, 6 для кислорода и 5 для азота), а низшая – разнице между 8 и номером группы (то есть низшая валентность для азота равна 3, а для кислорода — 2). Единственное исключение их этого правила – фтор, который во всех своих проявляет одну валентность, равную 1.

Так какую же валентность – высшую или низшую имеют азот и кислород? Еще одно правило: в соединениях двух элементов, низшую валентность проявляет тот, которых находится в Таблице Менделеева правее и выше. Совершенно очевидно, что в вашем случае это – кислород. Следовательно, в соединении с азотом кислород имеет валентность, равную 2. Соответственно, азот в этом соединении имеет высшую валентность, равную 5.

А теперь вспомните само валентности: это способность атома какого-либо элемента присоединить к себе определенное количество атомов другого элемента. Каждый атом азота в этом соединении « » 5 атомов кислорода, а каждый атом кислорода – 2 атома азота. Какова же азота? То есть, какие индексы имеет каждый элемент?

Ответить на этот вопрос поможет еще одно правило: сумма валентностей элементов, входящих в соединение, должна быть равной! Какое наименьшее общее кратное для чисел 2и 5? Естественно, 10! Поделив его на величины валентностей азота и кислорода, вы найдете индексы и итоговую формулу соединения: N2O5.

Видео по теме

Массовая доля вещества показывает его содержание в более сложной структуре, например, в сплаве или смеси. Если известна общая масса смеси или сплава, то зная массовые доли составляющих веществ можно найти их массы. Найти массовую долю вещества, можно зная его массу и массу всей смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах или процентах.

Вам понадобится

  • весы;
  • периодическая таблица химических элементов;
  • калькулятор.

Инструкция

Определите массовую долю вещества, которое находится в смеси через массы смеси и самого вещества. Для этого с помощью весов определите массы , составляющих смесь или . Затем сложите их. Полученную массу примите за 100%. Чтобы найти массовую долю вещества в смеси, поделите его массу m на массу смеси M, а результат умножьте на 100% (ω%=(m/M)∙100%). Например, в 140 г воды растворяют 20 г поваренной соли. Чтобы найти массовую долю соли, сложите массы этих двух веществ М=140+20=160 г. Затем найдите массовую долю вещества ω%=(20/160)∙100%=12,5%.

Если требуется найти или массовую долю элемента в веществе с известной формулой, воспользуйтесь периодической таблицей элементов. По ней найдите атомные массы элементов, которые в вещества. Если один в формуле несколько раз, умножьте его атомную массу на это число и сложите полученные результаты. Это будет молекулярная масса вещества. Чтобы найти массовую долю любого элемента в таком веществе, поделите его массовое число в данной химической формуле M0 на молекулярную массу данного вещества M. Результат множьте на 100 % (ω%=(M0/M)∙100%).

Массовая доля вещества – это отношение массы определенного вещества к массе смеси либо раствора, в котором находится данное вещество. Выражается в долях единицы либо в процентах.

Инструкция

1. Массовая доля вещества находится по формуле: w = m(в)/m(см), где w – массовая доля вещества, m(в) – масса вещества, m(см) – масса смеси. Если же вещество растворено, то формула выглядит так: w = m(в)/m(р-ра), где m(р-ра) – масса раствора. Массу раствора при необходимости тоже дозволено обнаружить: m(р-ра) = m(в) + m(р-ля), где m(р-ля) – масса растворителя. При желании массовую долю дозволено умножить на 100%.

2. Если в условии задачи не дано значения массы, то его дозволено рассчитать с поддержкой нескольких формул, предпочесть надобную помогут величины данные в условии. Первая формула для нахождения массы: m = V*p, где m – масса, V – объем, p – плотность. Дальнейшая формула выглядит так: m = n*M, где m – масса, n – число вещества, M – молярная масса. Молярная масса в свою очередь складывается из ядерных масс элементов, входящих в состав вещества.

3. Для лучшего понимания данного материала решим задачу. Смесь медных и магниевых опилок массой 1,5 г обработали избытком серной кислоты. В итоге реакции выделился водород объемом 0,56 л (типичные данные). Вычислите массовую долю меди в смеси. В этой задаче проходит реакция, записываем ее уравнение. Из 2-х веществ с избытком соляной кислоты взаимодействует только магний: Mg + 2HCl = MgCl2 + h3. Дабы обнаружить массовую долю меди в смеси, нужно подставить значения в следующую формулу: w(Cu) = m(Cu)/m(см). Масса смеси дана, обнаружим массу меди: m(Cu) = m(см) – m(Mg). Ищем массу магния: m(Mg) = n(Mg)*M(Mg). Обнаружить число вещества магния поможет уравнение реакции. Находим число вещества водорода: n = V/Vm = 0,56/22,4 = 0,025 моль. По уравнению видно, что n(h3) = n(Mg) = 0,025 моль. Рассчитываем массу магния, зная что молярная масса магния равна 24 г/моль: m(Mg) = 0,025*24 = 0,6 г. Находим массу меди: m(Cu) = 1,5 – 0,6 = 0,9 г. Осталось вычислить массовую долю: w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 либо 60%.

Массовая доля показывает в процентах либо в долях оглавление вещества в каком–либо растворе либо элемента в составе вещества. Знание вычислить массовую долю благотворно не только на уроках химии, но и когда вы хотите приготовить раствор либо смесь, скажем, в кулинарных целях. Либо изменить процентное отношение, в теснее имеющемся у вас составе.

Инструкция

1. Массовая доля вычисляется как отношение массы данного компонента к всеобщей массе раствора. Для приобретения итога в процентах, нужно полученное частное умножить на 100. Выглядит формула дальнейшим образом:?=m (растворенного вещества)/m (раствора)?, % = ?*100

2. Разглядим для примера прямую и обратную задачи.Скажем, вы растворили в 100 граммах воды 5 грамм поваренной соли. Какой процентности раствор вы получили? Решение дюже примитивное. Массу вещества (поваренной соли) вы знаете, масса раствора будет равна сумме из масс воды и соли. Таким образом, следует 5 г поделить на 105 г и итог деления умножить на 100 – это и будет результат: 4,7%-ый раствор у вас получится.Сейчас обратная задача. Вы хотите приготовить 200 гр 10%-ого водного раствора чего желательно. Сколько вещества брать для растворения? Действуем в обратном порядке, массовую долю, выраженную в процентах (10%) разделяем на 100. Получим 0,1. Сейчас составим несложное уравнение, где надобное число вещества обозначим x и, следственно, массу раствора как 200 г+x. Наше уравнение будет выглядеть так: 0,1=x/200г+x. Когда мы его решим то получим что х равняется приблизительно 22,2 г. Проверяется итог решением прямой задачи.

3. Труднее узнать какие числа растворов вестимой процентности нужно взять для приобретения определенного числа раствора с новыми заданными качествами. Тут требуется составить и решить теснее систему уравнений. В этой системе первое уравнение – это выражение знаменитой массы получаемой смеси, через две незнакомые массы начальных растворов. Скажем, если наша цель получить 150 гр раствора, уравнение будет иметь вид x+y=150 г. Второе уравнение – масса растворенного вещества приравненная к сумме этого же вещества, в составе 2-х смешиваемых растворов. Скажем, если хотите иметь 30%-ый раствор, а растворы, которые вы смешиваете 100%-ый, то есть чистое вещество, и 15%-ый, то второе уравнение будет иметь вид: x+0,15y = 45 г. Дело за малым, решить систему уравнение и узнать сколько нужно добавить вещества к 15%-ому раствору, дабы получить 30%-ый раствор. Испробуйте.

Видео по теме

Дабы рассчитать количество вещества , узнайте его массу с подмогой весов, выразите ее в граммах и поделите на молярную массу, которую дозволено обнаружить с поддержкой таблицы Менделеева. Для определения числа вещества газа в типичных условиях примените закон Авогадро. Если газ находится в иных условиях, измерьте давление, объем и температуру газа, позже чего рассчитайте количество вещества в нем.

Вам понадобится

  • Вам потребуются весы, термометр, манометр, линейка либо рулетка, периодическая таблица Менделеева.

Инструкция

1. Определение числа вещества в твердом теле либо жидкости. Обнаружьте массу исследуемого тела при помощи весов, выразите ее в граммах. Определите, из какого вещества состоит тело, после этого с поддержкой периодической таблицы Менделеева обнаружьте молярную массу вещества . Для этого обнаружьте элементы, входящие в состав молекулы вещества из которого состоит тело. По таблице определите их ядерные массы, если в таблице указывается дробное число, округлите его до целого. Обнаружьте сумму масс всех атомов, входящих в молекулу вещества , получите молекулярную массу, которая численно равна молярной массе вещества в граммах на моль. Позже этого, измеренную ранее массу поделите на молярную массу. В итоге получите количество вещества в молях (?=m/M).

2. Число вещества газа в типичных условиях. Если газ находится типичных условиях (0 градусов Цельсия и 760 мм рт. ст.), обнаружьте его объем. Для этого измерьте объем помещения, баллона либо сосуда, где он находится, от того что газ занимает каждый объем, ему предоставленный. Дабы получить его значение измерьте геометрические размеры сосуда, где он находится с поддержкой рулетки и с поддержкой математических формул, обнаружьте его объем. Особенно классическим случаем является комната в форме параллелепипеда. Измерьте ее длину, ширину и высоту в метрах, после этого перемножьте их и получите объем газа, тот, что в ней находится в кубических метрах. Дабы обнаружить количество вещества газа, полученный объем поделите на число 0,0224 – молярный объем газа при типичных условиях.

3. Число вещества газа с произвольными параметрами. Измерьте давление газа манометром в паскалях, его температуру в кельвинах, для чего к градусам Цельсия, в которых измеряет термометр, прибавьте число 273. Определите также объем газа в кубических метрах. Дабы обнаружить количество вещества произведение давления и объема поделите на температуру и число 8,31 (универсальную газовую непрерывную), ?=PV/(RT).

Видео по теме

Многие жидкости представляют собой растворы. Именно таковы, в частности, кровь человека, чай, кофе, морская вода. Основой раствора является растворенное вещество. Существуют задачи на нахождение массовой доли этого вещества.

Инструкция

1. Растворами именуются однородные гомогенные системы, которые состоят из 2-х и больше компонентов. Они делятся на три категории:- жидкие растворы;- твердые растворы;- газообразные растворы.К жидким растворам относится, скажем, разбавленная серная кислота, к твердым – сплав железа и меди, а к газообразным – всякие смеси газов. Самостоятельно от того, в каком агрегатном состоянии находится раствор, он состоит из растворителя и растворенного вещества. Растворителем почаще каждого обыкновенно является вода, которой разбавляют вещество. Состав растворов выражается разным образом, особенно зачастую для этого применяют значение массовой доли растворенного вещества. Массовая доля является безразмерной величиной, и она равна отношению массы растворенного вещества к всеобщей массе каждого раствора:?в=mв/mМассовую долю выражают в процентах либо десятичных дробях. Дабы вычислить данный параметр в процентах, применяйте следующую формулу:w(вещества)=mв/m (раствора)·100 %.Для нахождения того же параметра в виде десятичной дроби умножение на 100 % не осуществляйте.

2. Масса каждого раствора представляет собой сумму масс воды и растворенного вещества. Следственно изредка формулу, указанную выше, записывают несколько другим образом:?в=mв/(mв+m(h3O)), где m (раствора)=mв+m(h3O)Скажем, разбавленная азотная кислота состоит из растворителя – воды, и растворенного вещества -кислоты. Из этого следует, что масса растворенного вещества вычисляется дальнейшим образом:?в=mHNO3/mHNO3+mh3O

3. Если масса вещества неведома, а дана лишь масса воды, то в таком случае массовая доля находится по несколько другой формуле. Когда знаменит объем растворенного вещества, массу его находите по дальнейшей формуле:mв=V*?Из этого следует, что массовая доля вещества вычисляется дальнейшим образом:?в=V*?/V*?+m(h3O)

4. Нахождение массовой доли вещества неоднократно осуществляется и в утилитарных целях. Скажем, при отбеливании какого-нибудь материала нужно знать концентрацию пергидроля в растворе перекиси. Помимо того, точное вычисление массовой доли изредка требуется во врачебной практике. Помимо формул и примерного вычисления массовой доли в медицине применяют еще и экспериментальную проверку с подмогой приборов, что дозволяет уменьшить вероятность ошибок.

5. Существует несколько физических процессов, в ходе которых меняется массовая доля вещества и состав раствора. 1-й из них, называемый упариванием, представляет собой процесс, обратный растворению вещества в воде. При этом, растворенное вещество остается, а вода всецело упаривается. В этом случае массовая доля быть измерена не может – раствор отсутствует. Прямо противоположный процесс – разбавление концентрированного раствора. Чем огромнее он разбавляется, тем крепче уменьшается массовая доля вещества, растворенного в нем. Концентрирование представляет собой частичное упаривание, при котором испаряется не каждая вода, а лишь ее часть. Массовая доля вещества в растворе при этом возрастает.

Видео по теме

Что такое массовая доля элемента ? Из самого наименования дозволено осознать, что это величина, указывающая, в каком соотношении находятся масса элемента , входящего в состав вещества, и всеобщая масса этого вещества. Она выражается в долях единицы: процентах (сотых долях), промилле (тысячных) и т.д. Как дозволено вычислить массу какого-нибудь элемента ?

Инструкция

1. Для наглядности разглядите отлично знаменитый каждому углерод, без которого не было бы органики. Если углерод представляет собою чистое вещество (скажем, алмаз), то его массовую долю дозволено храбро принять за единицу либо за 100%. Разумеется, алмаз тоже содержит примеси других элементов, но в большинстве случаев, в столь мелких числах, что ими дозволено пренебречь. А вот в таких модификациях углерода, как каменный уголь либо графит, оглавление примесей достаточно высокое, и такое игнорирование неприемлемо.

2. Если же углерод входит в состав трудного вещества, нужно делать дальнейшим образом: запишите точную формулу вещества, после этого, зная молярные массы всякого элемента , входящего в его состав, вычислите точную молярную массу этого вещества (разумеется, с учетом «индекса» всякого элемента ). Позже этого определить массовую долю , поделив всеобщую молярную массу элемента на молярную массу вещества.

3. Скажем, надобно обнаружить массовую долю углерода в уксусной кислоте. Напишите формулу уксусной кислоты: СН3СООН. Для упрощения подсчетов преобразуйте ее в вид: С2Н4О2. Молярная масса этого вещества складывается из молярных масс элементов: 24 + 4 + 32 = 60. Соответственно, массовая доля углерода в этом веществе вычисляется так: 24/60 = 0,4.

4. Если надобно исчислить ее в процентном соотношении, соответственно, 0,4 * 100 = 40%. То есть в всяком килограмме уксусной кислоты содержится (примерно) 400 грамм углерода.

5. Разумеется, абсолютно аналогичным образом дозволено обнаружить массовые доли всех других элементов. Скажем, массовая доля кислорода в той же уксусной кислоте вычисляется так: 32/60 = 0,533 либо приблизительно 53,3%; а массовая доля водорода равна 4/60 = 0,666 либо приблизительно 6,7%.

6. Для проверки точности вычислений сложите процентные доли всех элементов:40% (углерод) + 53,3% (кислород) + 6,7% (водород) = 100%. Счет сошелся.

У вас есть двухсотлитровая бочка. Вы планируете ее всецело заправить дизельным топливом, которое используете для отопления своей мини-котельной. А сколько она будет весить, наполненная соляром? Теперь вычислим.

Вам понадобится

  • – таблица удельной плотности веществ;
  • – знание изготавливать простейшие математические вычисления.

Инструкция

1. Дабы обнаружить массу вещества по его объему, воспользуйтесь формулой удельной плотности вещества.p = m/vздесь p – удельная плотность вещества;m – его масса;v – занимаемый объем. Массу будем считать в граммах, килограммах и тоннах. Объемы в кубических сантиметрах, дециметрах и мерах. И удельную плотность, соответственно, в г/см3, кг/дм3, кг/м3, т/м3.

2. Выходит, по условиям задачи, у вас есть двухсотлитровая бочка. Это значит: бочка емкостью 2 м3. Двухсотлитровой ее называют, так как воды, с ее удельной плотностью равной единице, в такую бочку входит 200 литров.Вас волнует масса. Следственно выводите ее в представленной формуле на первое место.m = p*vВ правой части формулы незнакомо значение р – удельная плотность дизельного топлива. Обнаружьте его по справочнику. Еще проще – задать в поиск запрос в интернете «удельная плотность дизельного топлива».

3. Обнаружили: плотность летнего дизельного топлива при t = +200 С – 860 кг/м3.Подставляйте значения в формулу:m = 860*2 = 1720 (кг)1 тонна и 720 кг – столько весят 200 литров летнего дизельного топлива. Завесив заблаговременно бочку, дозволено рассчитать всеобщий вес и прикинуть мощность стеллажа под бочку с соляром.

4. В сельской местности пригодным бывает предварительно рассчитать массу нужных по кубатуре дров, дабы определиться с грузоподъемностью транспорта, на котором будут доставляться эти дрова. К примеру, вам на зиму нужен минимум в 15 куб. метров березовых дров. Ищите в справочной литературе плотность березовых дров. Это: 650 кг/м3.Вычисляйте массу, подставив значения в ту же формулу удельной плотности.m = 650*15 = 9750 (кг)Сейчас, исходя из грузоподъемности и вместимости кузова, вы можете определиться с видом транспортного средства и числом поездок.

Видео по теме

Обратите внимание!
Люди постарше огромнее знакомы с представлением удельного веса. Удельная плотность вещества – это то же, что и удельный вес.

Массовая доля вещества показывает его оглавление в больше трудной структуре, скажем, в сплаве либо смеси. Если знаменита всеобщая масса смеси либо сплава, то зная массовые доли составляющих веществ дозволено обнаружить их массы. Обнаружить массовую долю вещества, дозволено зная его массу и массу каждой смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах либо процентах.

Вам понадобится

  • весы;
  • периодическая таблица химических элементов;
  • калькулятор.

Инструкция

1. Определите массовую долю вещества, которое находится в смеси через массы смеси и самого вещества. Для этого с поддержкой весов определите массы веществ, составляющих смесь либо сплав. После этого сложите их. Полученную массу примите за 100%. Дабы обнаружить массовую долю вещества в смеси, поделите его массу m на массу смеси M, а итог умножьте на 100% (?%=(m/M)?100%). Скажем, в 140 г воды растворяют 20 г поваренной соли. Дабы обнаружить массовую долю соли, сложите массы этих 2-х веществ М=140+20=160 г. После этого обнаружьте массовую долю вещества?%=(20/160)?100%=12,5%.

2. Если требуется обнаружить оглавление либо массовую долю элемента в веществе с вестимой формулой, воспользуйтесь периодической таблицей химических элементов. По ней обнаружьте ядерные массы элементов, которые входят в состав вещества. Если один элемент встречается в формуле несколько раз, умножьте его ядерную массу на это число и сложите полученные итоги. Это будет молекулярная масса вещества. Дабы обнаружить массовую долю всякого элемента в таком веществе, поделите его массовое число в данной химической формуле M0 на молекулярную массу данного вещества M. Итог множьте на 100 % (?%=(M0/M)?100%).

3. Скажем, определите массовую долю химических элементов в медном купоросе. Медный купорос (сульфат меди II), имеет химическую формулу CuSO4. Ядерные массы элементов, входящих в его состав равны Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, массовые числа этих элементов будут равны M0(Cu)=64, M0(S)=32, M0(O)=16?4=64, с учетом того, что в молекуле содержится 4 атома кислорода. Рассчитайте молекулярную массу вещества, она равна сумме массовых чисел составляющих молекулу веществ 64+32+64=160. Определите массовую долю меди (Cu) в составе медного купороса (?%=(64/160)?100%)=40%. По такому же тезису дозволено определить массовые доли всех элементов в этом веществе. Массовая доля серы (S) ?%=(32/160)?100%=20 %, кислорода (О) ?%=(64/160)?100%=40%. Обратите внимание на то, что сумма всех массовых долей вещества должна составить 100%.

Массовая доля — это процентное оглавление компонента в смеси либо элемента в веществе. С задачами на вычисление массовой доли сталкиваются не только школьники и студенты. Знание вычислять процентную концентрацию вещества находит абсолютно утилитарное использование и в реальной жизни – там, где требуется составление растворов – начиная со строительства и заканчивая кулинарией.

Вам понадобится

  • – таблица Менделеева;
  • – формулы для расчета массовой доли.

Инструкция

1. Рассчитайте массовую долю по определению. Потому что масса вещества слагается из масс элементов, которые его составляют, то на долю всякого составляющего элемента доводится некоторая часть массы вещества. Массовая доля раствора равна отношению массы растворенного вещества к массе каждого раствора.

2. Масса раствора равна сумме масс растворителя (традиционно воды) и вещества. Массовая доля смеси равна отношению массы вещества к массе смеси, содержащей вещество. Полученный итог умножьте на 100%.

3. Обнаружьте массовую долю выхода с поддержкой формулы?=mд/mп, где mп и mд – величина полагаемого и действительного полученного выхода вещества (массы) соответственно. Вычисляйте полагаемую массу из уравнения реакции, пользуясь формулой m=nM, где n – химическое число вещества, M – молярная масса вещества (сумма ядерных масс всех элементов, входящих в вещество), либо формулой m=V?, где V- объем вещества, ? – его плотность. Число вещества в свою очередь при необходимости замените на формулу n=V/Vm либо также находите из уравнения реакции.

4. Массовую долю элемента трудного вещества вычислите с подмогой таблицы Менделеева. Сложите ядерные массы всех элементов, входящих в вещество, при необходимости домножая на индексы. Вы получите молярную массу вещества. Обнаружьте молярную массу элемента из таблицы Менделеева. Рассчитайте массовую долю , поделив молярную массу элемента на молярную массу вещества. Умножьте на 100%.

Полезный совет
Обращайте внимание на физический процесс, тот, что имеет место быть. При упаривании не рассчитывайте массовую долю, потому что раствора (воды либо другой всякий жидкости) нет. Не забывайте, что при концентрировании, напротив называемом частичным упариванием, массовая доля вещества возрастает. Если вы разбавляете концентрированный раствор, массовая доля уменьшается.

Массовая доля какого-нибудь компонента в веществе показывает, которая часть от всеобщей массы доводится на атомы именно этого элемента. Применяя химическую формулу вещества и периодическую таблицу Менделеева, дозволено определить массовую долю всего из входящих в формулу элементов. Полученная в итоге величина выражается обычной дробью либо процентами.

Инструкция

1. Если требуется по химической формуле определить массовую долю всякого элемента, составляющего ее, начните с вычисления числа атомов, которое доводится на весь из элементов. Скажем, химическую формулу этанола записывают так: CH?-CH?-OH. А химическая формула диметилового эфира – CH?-O-CH?. Число атомов кислорода (O) в всякой из формул равно единице, углерода (С) – двум, водорода (H) – шести. Обратите внимание, что это различные вещества, потому что идентичное число атомов всего элемента в их молекулах расположено по-различному. Тем не менее, массовые доли всего элемента в диметиловом эфире и этаноле будут идентичны.

2. С применением периодической таблицы определите ядерную массу всякого элемента, входящего в химическую формулу. Это число умножьте на число атомов всякого элемента, рассчитанное на предыдущем шаге. В использованном выше примере формула содержит каждого один атом кислорода, а его атомарная масса из таблицы равна 15,9994. Атомов углерода в формуле два, его атомарная масса равна 12,0108, значит, суммарный вес атомов составит 12,0108*2=24,0216. Для водорода эти цифры равны соответственно 6, 1,00795 и 1,00795*6=6,0477.

3. Определите всеобщую атомарную массу всей молекулы вещества – сложите полученные на предыдущем шаге числа. Для диметилового эфира и этанола эта величина должна быть равна 15,9994+24,0216+6,0477=46,0687.

4. Если итог требуется получить в долях единицы, составьте для всякого элемента, входящего в формулу, индивидуальную дробь. В ее числителе должна стоять величина, рассчитанная для этого элемента на втором шаге, а в знаменатель всей дроби поставьте число из третьего шага. Полученную обычную дробь дозволено округлить до надобной степени точности. В использованном выше примере массовая доля кислорода составляет 15,9994/46,0687?16/46=8/23, углерода – 24,0216/46,0687?24/46=12/23, водорода – 6,0477/46,0687?6/46=3/23.

5. Для приобретения итога в процентах полученные обычные дроби переведите в формат десятичных и увеличьте в сто раз. В использованном примере массовая доля кислорода в процентах выражается числом 8/23*100?34,8%, углерода – 12/23*100?52,2%, водорода – 3/23*100?13,0%.

Видео по теме

Обратите внимание!
Массовая доля не может быть огромнее единицы либо, если она выражается в процентах, огромнее 100%.

С XVII в. химия перестала быть описательной наукой. Ученые-химики стали широко использовать методы измерения различных параметров 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 элемента. Очевидно, что масса всего вещества слагается из масс составляющих его элементов. Значит, на долю каждого элемента приходится определенная часть массы вещества.

Массовая доля элемента в веществе 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 (рис. 69). 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.

Рис. 69.
Диаграмма элементного состава оксида ртути

Например, в состав оксида ртути HgО входят два элемента — ртуть и кислород. При нагревании 50 г этого вещества получается 46,3 г ртути и 3,7 г кислорода. 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 ртути:

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

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 данного элемента в формуле и разделить на относительную молекулярную массу вещества.

Например, для воды (рис. 70):

Давайте потренируемся в решении задач на вычисление массовых долей элементов в сложных веществах.

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

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

Чаще химикам приходится решать обратную задачу: по массовым долям элементов определять формулу сложного вещества.

То, как решаются подобные задачи, проиллюстрируем одним историческим примером.

Задача 3. Из природных минералов — тенорита и куприта (рис. 71) были выделены два соединения меди с кислородом (оксиды). Они отличались друг от друга по цвету и массовым долям элементов. В черном оксиде (рис. 72), выделенном из тенорита, массовая доля меди составляла 80%, а массовая доля кислорода — 20%. В оксиде меди красного цвета, выделенного из куприта, массовые доли элементов составляли соответственно 88,9% и 11,1% . Каковы же формулы этих сложных веществ? Решим эти две несложные задачи.

Рис. 71. Минерал куприт
Рис. 72. Оксид меди черного цвета, выделенный из минерала тенорита

3. Полученное соотношение нужно привести к значениям целых чисел: ведь индексы в формуле, показывающие число атомов, не могут быть дробными. Для этого полученные числа надо разделить на меньшее из них (в нашем случае они равны).

А теперь немного усложним задачу.

Задача 4. По данным элементного анализа, прокаленная горькая соль имеет следующий состав: массовая доля магния 20,0%, массовая доля серы — 26,7% , массовая доля кислорода — 53,3% .

Вопросы и задания

  1. Что называется массовой долей элемента в сложном веществе? Как рассчитывается эта величина?
  2. Рассчитайте массовые доли элементов в веществах: а) углекислом газе СО 2 ; б) сульфиде кальция CaS; в) натриевой селитре NaNО 3 ; г) оксиде алюминия А1 2 О 3 .
  3. В каком из азотных удобрений массовая доля питательного элемента азота наибольшая: а) хлориде аммония NH 4 C1; б) сульфате аммония (NH 4) 2 SО 4 ; в) мочевине (NH 2) 2 СО?
  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 составляют: калий — 56,6%, углерод — 8,7%, кислород — 34,7%. Определите формулу поташа.
Из курса химии известно, что массовой долей называют содержание определенного элемента в каком-нибудь веществе. Казалось бы, такие знания обычному дачнику ни к чему. Но не спешите закрывать страницу, так как умение вычислять массовую долю для огородника может оказаться очень даже полезным. Однако, чтобы не запутаться, давайте поговорим обо всем по порядку.

В чем суть понятия «массовая доля»?

Массовая доля измеряется в процентах или просто в десятых. Чуть выше мы говорили о классическом определении, которое можно обнаружить в справочниках, энциклопедиях или школьных учебниках химии. Но уяснить суть из сказанного не так просто. Итак, предположим, у нас имеется 500 г какого-то сложного вещества. Сложного в данном случае означает то, что оно не однородно по своему составу. По большому счёту любые вещества, которыми мы пользуемся, являются сложными, даже простая поваренная соль, формула которой – NaCl, то есть она состоит из молекул натрия и хлора. Если продолжать рассуждения на примере поваренной соли, то можно предположить, что в 500 граммах соли содержится 400 г натрия. Тогда его массовая доля будет 80 % или 0,8.


Зачем это нужно дачнику?

Думаю, ответ на этот вопрос вы уже знаете. Приготовление всевозможных растворов, смесей и т. п. является неотъемлемой частью хозяйственной деятельности любого огородника. В виде растворов используются удобрения, различные питательные смеси, а также другие препараты, например, стимуляторы роста «Эпин», «Корневин» и т.д. Кроме того, часто приходится смешивать сухие вещества, например, цемент, песок и другие компоненты, или обычную садовую землю с приобретенным субстратом. При этом рекомендуемая концентрация указанных средств и препаратов в приготовленных растворах или смесях в большинстве инструкций приводится именно в массовых долях.

Таким образом, знание как вычислить массовую долю элемента в веществе поможет дачнику правильно приготовить необходимый раствор удобрения или питательной смеси, а это, в свою очередь, обязательно отразится на будущем урожае.

Алгоритм вычисления

Итак, массовая доля отдельного компонента – это отношение его массы к общей массе раствора или вещества. Если полученный результат нужно перевести в проценты, то надо умножить его на 100. Таким образом, формулу для вычисления массовой доли можно записать так:

W = Масса вещества / Масса раствора

W = (Масса вещества / Масса раствора) х 100 %.

Пример определения массовой доли

Предположим, что мы имеем раствор, для приготовления которого в 100 мл воды было добавлено 5 г NaCl, и теперь необходимо вычислить концентрацию поваренной соли, то есть ее массовую долю. Масса вещества нам известна, а масса полученного раствора представляет собой сумму двух масс – соли и воды и равняется 105 г. Таким образом, делим 5 г на 105 г, умножаем результат на 100 и получаем искомую величину 4,7 %. Именно такую концентрацию будет иметь соляной раствор.

Более практичная задача

На практике же дачнику чаще приходится сталкиваться с задачами другого рода. Например, необходимо приготовить водный раствор какого-либо удобрения, концентрация которого по массе должна быть 10 %. Чтобы точно соблюсти рекомендуемые пропорции, нужно определить, какое понадобится количество вещества и в каком объеме воды его нужно будет растворить.

Решение задачи начинается в обратном порядке. Сначала следует разделить выраженную в процентах массовую долю на 100. В результате получим W= 0,1 – это массовая доля вещества в единицах. Теперь обозначим количество вещества как х, а конечную массу раствора – М. При этом последнюю величину составляют два слагаемых – масса воды и масса удобрения. То есть М = Мв + х. Таким образом, мы получаем простое уравнение:

W = х / (Мв + х)

Решая его относительно х, получим:

х = W х Мв / (1 – W)

Подставляя имеющиеся данные, получаем следующую зависимость:

х = 0,1 х Мв / 0,9

Таким образом, если для приготовления раствора мы возьмем 1 л (то есть 1000 г) воды, то для приготовления раствора нужной концентрации понадобиться примерно 111-112 г удобрения.

Решение задач с разбавлением или добавлением

Предположим, мы имеем 10 л (10 000 г) готового водного раствора с концентрацией в нем некого вещества W1 = 30 % или 0,3. Сколько понадобится добавить в него воды, чтобы концентрация снизилась до W2 = 15 % или 0,15? В этом случае поможет формула:

Мв = (W1х М1 / W2) – М1

Подставив исходные данные, получим, что количество добавляемой воды должно быть:
Мв = (0,3 х 10 000 / 0,15) – 10 000 = 10 000 г

То есть добавить нужно те же 10 л.

Теперь представим обратную задачу – имеется 10 л водного раствора (М1 = 10 000 г) концентрацией W1 = 10 % или 0,1. Нужно получить раствор с массовой долей удобрения W2 = 20 % или 0,2. Сколько нужно будет добавить исходного вещества? Для этого нужно воспользоваться формулой:

х = М1 х (W2 – W1) / (1 – W2)

Подставив исходные значение, получим х = 1 125 г.

Таким образом, знание простейших основ школьной химии поможет огороднику правильно приготовить растворы удобрений, питательные субстраты из нескольких элементов или смеси для строительных работ.

Молярная доля и молярный процент

Цель обучения
  • Вычислить мольную долю и мольный процент для данной концентрации смеси

Ключевые моменты
    • Мольная доля описывает количество молекул (или молей) одного компонента, деленное на общее количество молекул (или молей) в смеси.
    • Мольная доля полезна, когда два реакционноспособных 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 измерения количества вещества в системе СИ; количество вещества, которое содержит столько элементарных объектов, 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:

  • Он 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 содержанием / количеством (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 итого = n N2 + n O2 .

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

Далее мы должны разделить родинки N 2 на общее количество родинок:

[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 равна 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 найти 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 {молей сахара}} {57,1 \ text {молей раствор}}) = 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 вычислить 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:

Определение массовой доли каждого вещества в растворе.Задача на расчет массовой доли вещества в растворе

Доли растворенного вещества
ω = m1 / m,
где M1 — масса растворенного вещества, а M — масса всего раствора.

Если нужна массовая доля растворенного вещества, умножьте полученное число на 100%:
ω = m1 / mx 100%

В задачах, где нужно рассчитать массовые доли каждого из элементов, входящих в химические вещества, используйте Таблицу D.И. Менделеева. Например, узнать массовые доли каждого из элементов, входящих в состав углеводорода, которые C6h22

m (C6h22) = 6 x 12 + 12 x 1 = 84 г / моль
Ом (C) = 6 m1 (C) / M (C6h22) x 100% = 6 x 12 г / 84 г / моль x 100% = 85%
ω (H) = 12 m1 (H) / M (C6h22) x 100 % = 12 х 1 г / 84 г / моль х 100% = 15%

Полезный совет

Задачи по нахождению массовой доли веществ после испарения, разбавления, концентрирования, смешения растворов решайте по формулам, полученным из массовой доли .Например, задачу испарения можно решить с помощью такой формулы
ω 2 = M1 / ​​(M — Dm) = (Ω 1 м) / (m — Dm), где ω 2 — масса доля вещества в выпавшем растворе, DM — разница масс до и после нагрева.

Источники:

  • как определить массовую долю вещества

Бывают ситуации, когда необходимо рассчитать массу жидкости, содержащейся в любой емкости.Это может быть и при обучении в лаборатории, и при решении бытовой проблемы, например, при ремонте или покраске.

Инструкция

Самый простой метод — прибегнуть к взвешиванию. Сначала взвесьте контейнер вместе с жидкостью, затем перелейте жидкость в другую подходящую емкость и взвесьте пустой контейнер. А дальше остается только отнять от большего значения, и вы получите. Конечно, к этому способу можно прибегнуть, имея дело только с необычными жидкостями, которые после перелива почти не остаются на стенках и дне первой емкости.То есть останется количество и то, но оно будет настолько маленьким, что им можно будет пренебречь, это не повлияет на точность расчетов.

А если жидкость вязкая, например? Нравится тогда масса ? В этом случае вам необходимо знать его плотность (ρ) и занимаемый объем (V). А дальше все уже элементарно. Масса (М) рассчитывается по m = ρv. Конечно, перед расчетом необходимо перевести факторы в единую систему единиц.

Плотность жидкости Можно найти в физическом или химическом справочнике. Но лучше использовать измеритель — плотник (денситометр). А объем можно рассчитать, зная форму и размеры емкости (если она имеет правильную геометрическую форму). Например, если такой же глицерин находится в цилиндрической бочке с диаметром основания D и высотой H, то объем

ВНИМАНИЕ !!!

Студенты 9 классов !!!

Для успешной доплаты за экзамен по химии в некоторых билетах необходимо будет решить задачу.Приглашаем вас рассмотреть, разобрать и закрепить в памяти решение типовых задач по химии.

Задача расчета массовой доли вещества в растворе.

В 150 г воды растворили 50 г фосфорной кислоты. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.

Дано : M (h3O) = 150g, M (h4PO4) = 50g

Найти : W (h4PO4) -?

Приступаем к решению проблемы.

Решение : один). Находим массу получившегося раствора. Для этого просто залейте воду и на нее прилипнет масса фосфорной кислоты.

м (раствор) = 150г + 50 г = 200 г

2). Для решения нам нужно знать формулу массовой доли . Записываем по формуле массовую долю вещества в растворе.

Вт. (вещества) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image002_9.png «width =» 19 «height =» 28 src = «> * 100% = 25%

Запишите ответ.

Ответ : w (h4PO4) = 25%

Задача на расчет количества вещества одного из продуктов реакции, если известна масса исходного вещества.

Рассчитайте количество вещества железа, которое приведет к взаимодействию водорода с 480 г оксида железа (III).

Записываем известные значения в условие задачи.

Дано : M (Fe2O3) = 4

Так же записываем, что нужно найти в результате решения проблемы.

Чтобы найти : n (Fe) -?

Приступаем к решению проблемы.

Решение : 1). Для решения таких задач сначала необходимо записать уравнение реакции, описанное в условии задачи.

Fe2O3 + 3 h3HTTPS: //pandia.ru/text/78/038/images/image004_4.png «ширина =» 12 «высота =» 26 src = «>, где N — количество вещества, m — масса этого вещества, а M — молярная масса вещества.

По условию задачи нам неизвестна масса полученного железа, т.е. в формуле количества вещества неизвестны два значения. Поэтому будем искать количество вещества в количестве вещества оксида железа (III). Количества вещества железа и оксида железа (III) следующие.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image006_4.png «height =» 27 src = «>; где 2 стехиометрический коэффициент из уравнения реакции на железо, а 1 — коэффициент на оксид железа (III).

отсюда N (FE) = 2 N (Fe2O3)

3). Находим количество вещества оксида железа (III).

n (Fe2O3) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image008_4.png «width =» 43 «height =» 20 src = «> — молярная масса оксида железа (III), которую мы рассчитываем исходя из относительных атомных масс железа и кислорода, а также с учетом количества этих атомов в оксиде железа (III): M (Fe2O3) = 2x 56 + 3x 16 = 112 + 48 = 160 алюминий «HREF =» / ТЕКСТ / КАТЕГОРИЯ / АЛЮМИНИЙ / «Rel =» Закладка «> Алюминий?

Запишите условие задачи.

Дано: M (AL) = 54g

А также запишите, что нам нужно найти в результате решения проблемы.

Найти : V (h3) -?

Приступаем к решению проблемы.

Решение : 1) Запишите уравнение реакции по условию задачи.

2 Al + 6 HCl https://pandia.ru/text/78/038/images/image011_1.png «width =» 61 «height =» 20 src = «> n — количество вещества этого газа.

В (h3) = ВМ * N (h3)

3). Но в этой формуле мы не знаем количество водородного вещества.

четыре). Найдите количество вещества водорода в количестве вещества алюминия в соответствии со следующим соотношением.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image013_2.png «height =» 27 src = «>; следовательно, n (h3) = 3 n (AL): 2, где 3 2 — стехиометрические коэффициенты соответственно перед водородом и алюминием.

5).. PNG «ширина =» 33 «высота =» 31 src = «>

n (Al) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image016_1.png «ширина =» 45 «высота =» 20 src = «> * 6 моль = 134 , 4 л

Пишем ответ.

Ответ: В (h3) = 134, 4 л

Задача расчета количества вещества (или объема) газа, необходимого для реакции с определенным количеством вещества (или объема) другого газа.

Какое количество кислородного вещества потребуется для взаимодействия с 8 молями водорода при нормальных условиях?

Пишем условия задания.

Дано : n (h3) = 8 моль

А так же выпишите, что нужно найти в результате решения проблемы.

Чтобы найти : n (O2) -?

Приступаем к решению проблемы.

Решение : один). Запишем уравнение реакции, следуя условию задачи.

2 h3 + o2 https://pandia.ru/text/78/038/images/image017_1.png «width =» 32 «height =» 31 src = «> =; где 2 и 1 — стехиометрические коэффициенты, обращенные к водороду и кислороду, соответственно, в уравнении реакции.

3). Отсюда 2 N (O2) = N (h3)

А количество кислородного вещества равно: n (O2) = N (h3): 2

четыре). Нам остается подставить данные из условия задачи.

n (o2) = 8 моль: 2 = 4 моль

пять).Пишем ответ.

Ответ: n (o2) = 4 моль

Инструкция

Массовая доля вещества определяется по формуле: w = m (B) / m (см), где W — массовая доля вещества, M (B) — масса вещества, M (см) — масса смеси. В случае растворения это выглядит так: w = m (B) / m (p-ra), где M (p-ra) — масса раствора. Массу раствора при необходимости также можно найти: m (p-ra) = m (c) + m (p-la), где m (Р-la) — масса растворителя.При желании массовую долю можно умножить на 100%.

Если проблема не указана в условии проблемы, ее можно вычислить по нескольким формулам, данные можно использовать для выбора значения в условии. Первая формула для: m = v * p, где m — масса, V — объем, P — плотность. Следующая формула выглядит так: m = n * m, где m — масса, n — количество вещества, M — молярная масса. Молярная масса, в свою очередь, состоит из атомных масс элементов, входящих в состав вещества.

Для лучшего понимания этого материала решим задачу. Смесь опилок меди и магния массой 1,5 г обрабатывали в избытке. В результате реакции водород объемом 0,56 л (). Рассчитайте массовую долю меди в смеси.
Если эта задача решена, напишите ее уравнение. Из двух веществ с избытком соляной кислоты только магний: Mg + 2HCl = MgCl2 + h3. Чтобы найти массовую долю меди в смеси, необходимо подставить значения в следующую формулу: W (Cu) = M (Cu) / M (см).Дана масса смеси, найдем массу меди: M (Cu) = M (см) — M (Mg). Ищем много: M (Mg) = n (Mg) * M (Mg). Найти количество вещества магния поможет уравнение реакции. Находим количество водородного вещества: n = v / vm = 0,56 / 22,4 = 0,025 моль. По уравнению видно, что n (h3) = n (Mg) = 0,025 моль. Рассчитываем массу магния, зная, что молярный равен 24 г / моль: M (Mg) = 0,025 * 24 = 0.6 г. Найдем массу меди: M (Cu) = 1,5 — 0,6 = 0,9 г. Рассчитайте массовую долю: w (Cu) = 0,9 / 1,5 = 0,6 или 60%.

Видео по теме

примечание

Массовая доля не может быть больше единицы или, если она выражена в процентах, больше 100%.

Источники:

  • «Справочник по химии», Г.П. Хомченко, 2005.
  • Расчет доли продаж в регионе

Массовая доля указывается в процентах или долях от содержания вещества в любом растворе или элементе в составе вещества.Умение рассчитывать массовую долю пригодится не только на уроках химии, но и когда нужно приготовить раствор или смесь, например, в кулинарных целях. Или поменяйте процент, в уже существующих.

Инструкция

Например, на зиму нужно минимум 15 кубометров. Метры березовых дров.
Посмотрите эталонную плотность древесины березы. Это: 650 кг / м3.
Рассчитайте массу, подставив значения в ту же формулу удельной плотности.

м = 650 * 15 = 9750 (кг)

Теперь, исходя из грузоподъемности и грузоподъемности кузова, можно определиться с типом транспортного средства и количеством проезда.

Видео по теме

note

А более пожилые люди более знакомы с понятием удельного веса. Удельная плотность вещества такая же, как и пропорция.

Массовая доля вещества показывает его содержание в более сложной структуре, например, в сплаве или смеси.Если известна общая масса смеси или сплава, то по тяжелым массовым долям компонентов можно найти их массы. Найти массовую долю вещества, можно узнать его массу и массу всей смеси. Это значение может быть выражено доллеными значениями или процентами.

Вам понадобится

  • либр;
  • периодическая таблица химических элементов;
  • калькулятор.

Инструкция

Определите массовую долю вещества, находящегося в смеси, через массу смеси и самого вещества.Для этого с помощью весов определяют массы, составляющие смесь или. Затем сложите их. Полученную массу принять за 100%. Чтобы найти массовую долю вещества в смеси, разделите ее массу M на смесь M смеси, а результат умножьте на 100% (Ω% = (m / m) ∙ 100%). Например, в 140 г воды растворите 20 г поваренной соли. Чтобы найти массовую долю соли, сложите массы этих двух веществ M = 140 + 20 = 160, затем найдите массовую долю вещества Ω% = (20/160) ∙ 100% = 12.5%.

Если вы хотите найти массовую долю элемента в веществе по известной формуле, воспользуйтесь периодической таблицей элементов. По нему найдите атомные массы элементов, входящих в состав веществ. Если один в формуле несколько раз, умножьте его атомную массу на это число и сложите полученные результаты. Это будет молекулярная масса вещества. Чтобы найти массовую долю любого элемента в таком веществе, разделите его массовое число в этой химической формуле M0 на молекулярную массу этого вещества M.Результат Умножьте на 100% (Ом% = (m0 / m) ∙ 100%).

Например, определить массовую долю химических элементов в медной муке. Медь (сульфат меди) имеет химическую формулу Cuso4. Атомные массы элементов, входящих в его состав, равны Ar (Cu) = 64, Ar (S) = 32, Ar (O) = 16, массовые числа этих элементов будут равны M0 (Cu) \ u003d 64, M0 (S) = 32, M0 (O) = 16 ∙ 4 = 64 с учетом того, что в молекуле 4 атома.Рассчитайте молекулярную массу вещества, она равна сумме массовых чисел компонентов молекулы веществ 64 + 32 + 64 = 160. Определите массовую долю меди (Cu) в составе медного купороса. (Ом% = (64/160) ∙ 100%) = 40%. По такому же принципу можно определить массовые доли всех элементов в этом веществе. Массовая доля серы (S) Ω% = (32/160) ∙ 100% = 20%, кислорода (o) Ω% = (64/160) ∙ 100% = 40%. Учтите, что сумма всех массовых долей вещества должна быть 100%.

1. Что показывает массовая доля вещества в растворе?
Массовая доля — отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

2. Как приготовить раствор с заданной массовой долей растворенного вещества? Приведите пример.

3. В чем разница между понятиями «насыщенный раствор» и «концентрированный раствор»?

4. В 513 г дистиллированной воды растворено 27 г солей.Рассчитайте массовую долю (в процентах) растворенного вещества в полученном растворе.

5. При упаривании было получено 25 г раствора 0,25 г солей. Определите массовую долю растворенного вещества и выразите ее в процентах.

6. Дано 500 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,2. Рассчитайте массу вещества, полученную при испарении этого раствора.

7.К 200 г раствора, массовая доля вещества в котором 0,3, добавляли 100 г воды. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества в полученном растворе.

8. Рассчитайте массу 5,5 л серной кислоты, если плотность такого раствора при 20 ° C составляет 1,06 г / мл.

9. Рассчитайте плотность раствора соляной кислоты, если 560 г такого раствора занимает объем 500 мл.

Тестовые задания

1.Укажите правильное утверждение.
1) раствор, содержащий мульти-твердое вещество, называется концентрированным.
2) раствор, содержащий мульти-твердое вещество, называется разбавленным.
1)

2. В 325 г воды растворено 25 г солей. Массовая доля соли в полученном растворе равна
1) 0,71% 2) 7,1% 3) 14,2% 4) 1,42%
2)

3. Установите соответствие между физическим размером и формулой для его расчета.
1) массовая доля элемента в соединении
2) массовая доля вещества в растворе
3) плотность

1) -B, 2) -B, 3) -A

% PDF-1.4 % 1 0 объект > поток iText 4.2.0, автор 1T3XT2021-11-10T08: 26: 00-08: 00

  • конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток xX͎6SH ~ «ނ Z4., N / r8 „~ * e, h! SR_0N $ XVW $ 7> = ޑ N # + k נ⸒ &; $?. # S% +7 | C4n L -W` @ L

    Молярная фракция — обзор

    3 Имидазол, бензимидазол и их производные

    В растворе а в твердом состоянии имидазол и его N2-незамещенные производные образуют большие ассоциаты с водородными связями 13 (Схема 8) [76AHC (S1), p. 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 [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 неароматических 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

    Соединение a K2037 Каталожный номер
    4-канальный 3 1,1 96CHEC-II (3) 77
    4-фазный 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 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 , подробно обсуждалось [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) указывают 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. Энергетические различия очень малы и исчезают, если принять во внимание поправочные члены, относящиеся к отталкиванию неподеленной пары между вицинальными пиридиноподобными атомами азота и фторными 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 довольно 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 ppm (88MRC134)] и даже для 15 N ЯМР, где азотные резонансы пирролоподобных и пиридиноподобных атомов азота имеют различия в химическом сдвиге до 100 ppm. (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 по сравнению с 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 К и энергии активации 67-69 кДж / моль — 1 было оценено 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,

    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 виде) 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 значения K T 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 -урокановая кислота 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 кольцевого азота 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 внутренние 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 из 15 N химических сдвигов 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 связи 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).Было обнаружено, что 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 DMSO-d 6 , содержащих аналогичные заместители. в обоих имидазольных кольцах [98H (48) 113]. В этих равновесиях преобладают несимметричные таутомеры A ‘и A ″.

    Концентрация

    — 10 г NaCl растворяют в 250 г воды. Массовая доля и моляльность раствора

    Как правило, предпочтительно, чтобы записал полное уравнение количества перед вводом чисел. При необходимости выполните все математические операции над величинами символически. Не вставляйте числа, пока у вас не будет только одно уравнение для желаемого результата.

    Всегда записывайте значения с правильными единицами измерения и проводите единицы измерения в процессе расчета.Не пропускайте единицы измерения при выполнении промежуточных шагов и не вводите единицы только в конце расчета.

    Когда число дается без какой-либо дополнительной информации, оно обычно интерпретируется так, что последняя цифра округляется с диапазоном округления, равным 1 в последней цифре. Убедитесь, что в вашем результате указано правильное количество значащих цифр. Однако может потребоваться сохранить дополнительные цифры для промежуточных результатов, чтобы избежать ошибок округления при последующих вычислениях.


    Массовая доля определяется как $$ w_ \ mathrm B = \ frac {m_ \ mathrm B} m $$ где
    $ w_ \ mathrm B $ — массовая доля вещества B,
    $ m_ \ mathrm B $ — масса вещества B, а
    $ m $ — полная масса смеси.

    И вы знаете, что в этом случае общая масса смеси задается как $$ m = m_ \ mathrm A + m_ \ mathrm B $$ куда $ m $ — общая масса смеси,
    $ m_ \ mathrm A $ — масса растворителя A, а
    $ m_ \ mathrm B $ — масса вещества B.

    Таким образом, $$ \ begin {align} w_ \ mathrm B & = \ frac {m_ \ mathrm B} m \\ [3pt] & = \ frac {m_ \ mathrm B} {m_ \ mathrm A + m_ \ mathrm B} \\ [3pt] & = \ frac {10 \ \ mathrm g} {250 \ \ mathrm g + 10 \ \ mathrm g} \\ [3pt] & = 0,038 \ end {align} $$


    Моляльность определяется как $$ b_ \ mathrm B = \ frac {n_ \ mathrm B} {m_ \ mathrm A} $$ где
    $ b_ \ mathrm B $ — моляльность растворенного вещества B,
    $ n_ \ mathrm B $ — количество вещества растворенного вещества B, а
    $ m_ \ mathrm A $ — масса растворителя A.{-1}} \ end {align} $$

    3.4 Другие единицы измерения концентраций растворов — Химия 2e

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Определите единицы концентрации: массовый процент, объемный процент, массово-объемный процент, доли на миллион (ppm) и доли на миллиард (ppb)
    • Выполнение вычислений, связанных с концентрацией раствора и объемами и / или массами его компонентов

    В предыдущем разделе была представлена ​​молярность, очень полезная единица измерения для оценки концентрации растворов.Однако молярность — это только одна мера концентрации. В этом разделе будут описаны некоторые другие единицы концентрации, которые обычно используются в различных приложениях, либо для удобства, либо по соглашению.

    Массовый процент

    Ранее в этой главе процентный состав был введен как мера относительного количества данного элемента в соединении. Проценты также обычно используются для выражения состава смесей, включая растворы. Массовый процент компонента раствора определяется как отношение массы компонента к массе раствора, выраженное в процентах:

    массовый процент = масса компонента масса раствора × 100% массовый процент = масса компонента масса раствора × 100%

    Массовый процент также упоминается схожими названиями, такими как массовый процент, массовый процентный вес, массовый процент и другие вариации на эту тему.Наиболее распространенный символ массового процента — это просто знак процента,%, хотя часто используются более подробные символы, включая% массы,% веса и (вес / вес)%. Использование этих более подробных символов может предотвратить смешение массовых процентов с другими типами процентов, такими как объемные проценты (которые будут обсуждаться позже в этом разделе).

    Массовые проценты — популярные единицы концентрации для потребительских товаров. На этикетке типичного флакона с жидким отбеливателем (рис. 3.17) указана концентрация его активного ингредиента, гипохлорита натрия (NaOCl), равная 7.4%. Таким образом, образец отбеливателя весом 100,0 г будет содержать 7,4 г NaOCl.

    Фигура 3,17 Жидкий отбеливатель — это водный раствор гипохлорита натрия (NaOCl). Эта марка имеет концентрацию NaOCl 7,4% по массе.

    Пример 3,22

    Расчет массовых процентов
    Образец спинномозговой жидкости массой 5,0 г содержит 3,75 мг (0,00375 г) глюкозы. Каков процент глюкозы в спинномозговой жидкости по массе?
    Решение
    Образец спинномозговой жидкости содержит примерно 4 мг глюкозы в 5000 мг жидкости, поэтому массовая доля глюкозы должна быть немного меньше одной части на 1000, или около 0.1%. Подставляя данные массы в уравнение, определяющее массовые процентные доли, получаем: % глюкозы = 3,75 мг глюкозы × 1 г 1000 мг 5,0 г спинномозговой жидкости = 0,075 %% глюкозы = 3,75 мг глюкозы × 1 г 1000 мг 5,0 г спинномозговой жидкости = 0,075%

    Рассчитанный массовый процент согласуется с нашей приблизительной оценкой (немного меньше 0,1%).

    Обратите внимание, что хотя любая единица массы может использоваться для вычисления массового процента (мг, г, кг, унция и т. Д.), Одна и та же единица измерения должна использоваться как для растворенного вещества, так и для раствора, чтобы единицы массы исключались, давая безразмерное соотношение.В этом случае единица массы растворенного вещества в числителе была преобразована из мг в г, чтобы соответствовать единицам в знаменателе. В качестве альтернативы, единицу массы спинномозговой жидкости в знаменателе можно было бы вместо этого преобразовать из г в мг. Если для растворенного вещества и раствора используются одинаковые единицы массы, вычисленный массовый процент будет правильным.

    Проверьте свои знания
    Флакон средства для чистки плитки содержит 135 г HCl и 775 г воды. Какой процент по массе HCl в этом очищающем средстве?

    Пример 3.23

    Расчеты с использованием массового процента
    «Концентрированная» соляная кислота — это водный раствор 37,2% HCl, который обычно используется в качестве лабораторного реагента. Плотность этого раствора 1,19 г / мл. Какая масса HCl содержится в 0,500 л этого раствора?
    Решение
    Концентрация HCl составляет около 40%, поэтому порция этого раствора в 100 г будет содержать около 40 г HCl. Поскольку плотность раствора не сильно отличается от плотности воды (1 г / мл), разумная оценка массы HCl в 500 г (0.5 л) раствора примерно в пять раз больше, чем в 100 г порции, или 5 × × 40 = 200 г. Чтобы получить массу растворенного вещества в растворе из его массового процента, необходимо знать массу раствора. Используя заданную плотность раствора, преобразуйте объем раствора в массу, а затем используйте данный массовый процент для расчета массы растворенного вещества. Этот математический подход представлен на этой блок-схеме:

    Для правильной отмены единицы объем 0,500 л преобразуется в 500 мл, а массовый процент выражается как отношение 37.2 г HCl / г раствора:

    500 мл раствора (1,19 г раствора в мл раствора) (37,2 г раствора HCl 100 г) = 221 г HCl 500 мл раствора (1,19 г раствора в мл раствора) (37,2 г раствора HCl 100 г) = 221 г HCl

    Эта масса HCl соответствует нашей приблизительной оценке примерно в 200 г.

    Проверьте свои знания
    В каком объеме концентрированного раствора HCl содержится 125 г HCl?

    Объем в процентах

    Объемы жидкости в широком диапазоне величин удобно измерять с помощью обычного и относительно недорогого лабораторного оборудования.Поэтому концентрация раствора, образованного растворением жидкого вещества в жидком растворителе, часто выражается в объемных процентах, об.% Или (об. / Об.)%:

    объемный процент = объем растворенного вещества, объем раствора × 100% объемный процент = объем растворенного вещества, объем раствора × 100%

    Пример 3,24

    Расчеты с использованием процента объема
    Медицинский спирт (изопропанол) обычно продается в виде 70% -ного водного раствора. Если плотность изопропилового спирта составляет 0,785 г / мл, сколько граммов изопропилового спирта содержится в 355-миллилитровой бутылке медицинского спирта?
    Решение
    Согласно определению объемного процента, объем изопропанола составляет 70% от общего объема раствора.Умножение объема изопропанола на его плотность дает требуемую массу: (355 мл раствора) (70 мл изопропилового спирта 100 мл раствора) (0,785 г изопропилового спирта 1 мл изопропилового спирта) = 195 г изопропилового спирта (355 мл раствора) (70 мл изопропилового спирта 100 мл раствора) (0,785 г изопропилового спирта 1 мл изопропилового спирта 195 г) =
    Проверьте свои знания
    Вино содержит приблизительно 12% этанола (CH 3 CH 2 OH) по объему. Этанол имеет молярную массу 46,06 г / моль и плотность 0,789 г / мл.Сколько молей этанола содержится в бутылке вина объемом 750 мл?

    Массовый объем в процентах

    «Смешанные» процентные единицы, полученные из массы растворенного вещества и объема раствора, популярны для определенных биохимических и медицинских применений. Массовый процент — это отношение массы растворенного вещества к объему раствора, выраженное в процентах. Конкретные единицы, используемые для массы растворенного вещества и объема раствора, могут варьироваться в зависимости от раствора. Например, физиологический раствор, используемый для приготовления внутривенных жидкостей, имеет концентрацию 0.9% масс / объем (м / об), что указывает на то, что состав составляет 0,9 г растворенного вещества на 100 мл раствора. Концентрация глюкозы в крови (обычно называемая «сахар в крови») также обычно выражается в единицах отношения массы к объему. Хотя его концентрация не выражается явно в процентах, его концентрация обычно выражается в миллиграммах глюкозы на децилитр (100 мл) крови (рис. 3.18).

    Фигура 3,18 «Смешанные» единицы массы-объема обычно встречаются в медицинских учреждениях.(а) Концентрация NaCl в физиологическом растворе составляет 0,9% (м / об). (b) Это устройство измеряет уровень глюкозы в образце крови. Нормальный диапазон концентрации глюкозы в крови (натощак) составляет около 70–100 мг / дл. (Фото а: модификация работы «Национальной гвардии» / Flickr; кредит б: модификация работы Бисварупа Гангули)

    частей на миллион и частей на миллиард

    Очень низкие концентрации растворенных веществ часто выражаются с использованием подходящих малых единиц, таких как части на миллион (ppm) или части на миллиард (ppb).Аналогичные процентные («части на сотню») единицы, ppm и ppb могут быть определены в единицах массы, объема или смешанных единиц массы-объема. Также существуют единицы ppm и ppb, определяемые по количеству атомов и молекул.

    Массовые определения ppm и ppb приведены здесь:

    ppm = масса раствора растворенной массы × 106 частей на миллион ppm = масса раствора массы раствора × 109 частей на миллион = масса раствора массы раствора × 106 частей на миллион = масса раствора массы раствора × 109 частей на миллиард

    Как ppm, так и ppb являются удобными единицами измерения концентраций загрязняющих веществ и других микропримесей в воде.Концентрации этих загрязнителей обычно очень низкие в очищенных и природных водах, и их уровни не могут превышать относительно низкие пороговые значения концентрации, не вызывая неблагоприятных последствий для здоровья и дикой природы. Например, EPA определило, что максимально безопасный уровень фторид-иона в водопроводной воде составляет 4 ppm. Встроенные фильтры для воды предназначены для снижения концентрации фторида и некоторых других незначительных примесей в водопроводной воде (рис. 3.19).

    Фигура 3,19 (a) В некоторых районах следовые концентрации загрязняющих веществ могут сделать нефильтрованную водопроводную воду небезопасной для питья и приготовления пищи.(б) Встроенные фильтры для воды снижают концентрацию растворенных веществ в водопроводной воде. (кредит А: модификация работы Дженн Дарфи; кредит б: модификация работы «Вастатепаркстафф» / Wikimedia Commons)

    Пример 3,25

    Расчет частей на миллион и частей на миллиард концентраций
    Согласно EPA, когда концентрация свинца в водопроводной воде достигает 15 частей на миллиард, необходимо предпринять определенные корректирующие действия. Что это за концентрация в промилле? Какая масса свинца (мкг) при такой концентрации содержится в типичном стакане воды (300 мл)?
    Решение
    Определения единиц ppm и ppb могут использоваться для преобразования данной концентрации из частей на миллиард в ppm.Сравнение этих двух определений единиц показывает, что ppm в 1000 раз больше, чем ppb (1 ppm = 10 3 ppb). Таким образом: 15ppb × 1ppm 103ppb = 0,015ppm 15ppb × 1ppm 103ppb = 0,015ppm

    Определение единицы ppb может использоваться для расчета требуемой массы, если указана масса раствора. Поскольку объем раствора (300 мл) указан, его плотность необходимо использовать для определения соответствующей массы. Предположим, что плотность водопроводной воды примерно такая же, как у чистой воды (~ 1,00 г / мл), поскольку концентрации любых растворенных веществ не должны быть очень большими.Преобразуя уравнение, определяющее единицу ppb и подставляя заданные величины, получаем:

    ppb = масса растворенного вещества × 109ppbmass растворенного вещества = ppb × массового раствора 109ppbmass растворенного вещества = 15ppb × 300 мл × 1,00 гмL 109ppb = 4,5 × 10-6 гppb = масса раствора растворенной массы × 109ppbmass растворенного вещества = ppb × массового раствора 109ppbmass растворенного вещества = 15ppb00 × 300 мл10 10−6г

    Наконец, переведите эту массу в требуемую единицу микрограммов:

    4,5 × 10–6 г × 1 мкг 10–6 г = 4,5 мкг 4,5 × 10–6 г × 1 мкг 10–6 г = 4,5 мкг
    Проверьте свои знания
    А 50.Образец промышленных сточных вод массой 0 г содержит 0,48 мг ртути. Выразите концентрацию ртути в сточных водах в единицах ppm и ppb.

    единиц концентрации

    единиц концентрации

    Единицы концентрации

    Каждый раз, когда мы начинаем обсуждать новый предмет, мы должны выучить язык, который его сопровождает. К счастью, для обсуждения решений большая часть языка уже была охвачена в CHM1045. Проблемы, которые могут здесь возникнуть, связаны с тем, сколько из этого языка вы на самом деле помните и можете ли вы применить то, что вы помните, к новым задачам.

    Обзор условий:

    Существует пять основных способов описания концентрации растворов: 1) Молярность; 2) моляльность; 3) Весовой процент; 4) молярная доля; и 5) частей на миллион или миллиард. Вы должны знать значение каждого из этих терминов и, что более важно, как преобразовывать один в другой. Я добавил калькулятор преобразования внизу этой страницы, чтобы помочь вам проверить свою домашнюю работу и т. Д. Но не слишком полагайтесь на него, поскольку он не будет доступен во время экзаменов.

    Молярность: Молярность раствора рассчитывается путем деления молей растворенного вещества на литры раствора. Молярность обозначается заглавной буквой «М».

    Моляльность: Моляльность раствора рассчитывается путем деления молей растворенного вещества на килограммы растворителя. Моляльность обозначается строчной буквой «m».

    Весовой процент (или массовый процент): Весовой процент раствора рассчитывается путем деления массы одного растворенного вещества на общую массу раствора.Это могут быть граммы или килограммы, если их единицы выражаются одинаково. Затем соотношение умножается на 100%. Массовый процент обозначается как мас.%, А иногда и мас.%.

    Мольная доля: Мольная доля одного растворенного вещества в растворе — это просто количество молей этого растворенного вещества, деленное на общее количество молей всех растворенных веществ / растворителей. Мольная доля растворенного вещества i записывается как X i .

    частей на миллион (PPM) и частей на миллиард (PPB): «Частей на» — удобное обозначение, используемое для низких и очень низких концентраций.Вообще говоря, это очень похоже на весовой процент — 1% вес / вес означает 1 грамм вещества на каждые 100 г образца, и это (хотя и очень редко) называется pph — части на сотню. Расшифровка других сокращений:

    частей на миллион частей на миллион (10 6 )
    частей на миллиард частей на миллиард (10 9 )
    п.п. частей на триллион (10 12 )
    чел. частей на квадрильон (10 15 )

    ppq — это скорее теоретическая конструкция, чем полезное измерение, есть вероятность, что вы никогда не увидите его в использовании.

  • Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.