Массовая доля элемента в соединении показывает, какую долю составляет масса данного элемента в соединении. Для того, чтобы рассчитывать массовую долю, нужно правильно рассчитывать молекулярную массу и обязательно учитывать число атомов каждого элемента. Кстати, иногда требуется решить по химии и обратную задачу: зная массовую долю, составлять формулы. Теперь потренируемся на примерах.
Пример 1.
Определите массовые доли элементов в сульфате натрия.
Решение:
Формула сульфата натрия Na2SO4. Молекулярная масса Na2SO4 2*23+32+4*16=142 (мы взяли атомные массы элементов из таблицы Менделеева и умножили их на нужные индексы: атомов натрия в формуле 2, атом серы 1, атомов кислорода 4).
Рассчитываем массовые доли, составляя пропорции.
Массовая доля натрия:
142 (молекулярная масса Na2SO4) – 100%
2*23 (берём атомную массу натрия, умноженную на 2, потому что у нас 2 атома Na) – X%
X=2*23*100/142=32,4%
Массовая доля серы:
142 (молекулярная масса Na2SO4) – 100%
32 (берём атомную S) –Y%
Y=32*100/142=22,5%
Массовая доля кислорода:
142 (молекулярная масса Na2SO4) – 100%
4*16 (берём атомную массу кислорода, умноженную на 4, потому что у нас 4 атома О) –Z%
Z=4*16*100/142=45,1%
Ответ: в сульфате натрия массовая доля натрия 32,4%, массовая доля серы 22,5%, массовая доля кислорода 45,1% (проверим себя. При сложении всех массовых долей должно получиться 100%. У нас 32,4+22,5+45,1=100).
Пример 2.
Это сложный пример, который может встретиться на огэ по химии. Но, разобравшись в нём без репетитора по химии, вы точно поймёте, что такое массовая доля. Итак, нужно определить массовые доли в нитрате меди (II).
Решение:
Формула нитрата меди (II) Cu(NO3)2. Обратите внимание, что здесь имеется кислотный остаток NO3, заключённый в скобки. Индекс 2 относится ко всему кислотному остатку! Это крайне важно для правильного расчёта! То есть в нашем соединении Cu(NO3)2 есть 1 атом меди Cu и два кислотных остатка NO3, то есть 2 атома азота и 2*3=6 атомов кислорода. Обязательно поймите это!
Теперь переходим к расчёту молекулярной массы Cu(NO3)2 (как всегда, берём атомные массы элементов из таблицы Менделеева). Она составляет 64+2*14+6*16=188. Далее рассчитываем массовые доли.
Для меди:
188 – 100%
64 – Х%
Х=64*100/188=34,0%
Для азота:
188 – 100%
28 – Y%
Y=28*100/188=14,9%
Для кислорода:
188 – 100%
96 – Z%
Z=96*100/188=51,1%
Ответ: в нитрате меди (II) массовая доля меди 34,0%, массовая доля азота 14,9%, массовая доля кислорода 51,1% (для проверки сложим все массовые доли 34,0+14,9+51,1=100, всё верно).
Пример 3.
Обратная задача. По массовым долям элементов в соединении нужно определить формулу. Известно, что в соединение входят калий К, марганец Mn и кислород О. Массовая доля калия 24,7%, массовая доля марганца 34,8%, массовая доля кислорода 40,5%. Определите формулу.
Решение:
У нас будет формула соединения
Нам нужно найти Х, Y и Z. Для начала найдём в периодической таблице атомные массы элементов: атомная масса калия 39, марганца 55, кислорода 16. Теперь вспомним, что массовая доля показывает нам вклад каждого элемента в массу вещества. Отсюда следует, что, разделив массовую долю на атомную массу, мы получим число атомов в соединении. То есть здесь:
· атомов калия 27,4/39=0,6 (27,4 – массовая доля калия, она дана в условии. 39 – атомная масса калия, взятая из таблицы Менделеева)
· атомов марганца 34,8/55=0,6 (34,8 – массовая доля марганца, она дана в условии. 55 – атомная масса марганца, взятая из таблицы Менделеева).
· атомов кислорода 40,5/16=2,5 (40,5 – массовая доля кислорода, она дана в условии. 16 – атомная масса кислорода, взятая из таблицы Менделеева)
Таким образом, у нас получились индексы Х, Y и Z, которые нам были нужны: Х=0,6, Y=0,6 и Z=2,5. Но индексы не могут быть нецелыми, ведь они показывают, сколько атомов элемента входит в вещества. А число атомов всегда целое. Поэтому наши дробные Х, Y и Z нужно привести к целому виду. Для этого мы просто разделим их все на наименьшее число (у нас это 0,6). Тогда получаем:
Х=0,6/0,6=1,
Y=0,6/0,6=1,
Z=2,5/0,6=4 (тут получается чуть больше, но округляем до целого числа).
Теперь мы знаем индексы и можем сказать, что соединение входит 1 атом калия, 1 атом марганца и 4 атома кислорода.
Ответ: формула соединения KMnO4.
Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.
