Fração de massa relativa de um elemento. Fração de massa do elemento
O conceito de "compartilhar" provavelmente já é familiar para você.
Por exemplo, o pedaço de melancia mostrado na figura é um quarto da melancia inteira, ou seja, sua participação é de 1/4 ou 25%.
Para entender melhor o que é fração de massa, imagine um quilo de doces (1000g) que uma mãe comprou para seus três filhos. Desse quilo, o filho mais novo ficou com metade de todos os doces (injustamente, é claro!). O mais velho - apenas 200g, e a média - 300g.
Isso significa que a fração em massa de doces no filho mais novo será metade, ou 1/2 ou 50%. O filho do meio terá 30% e o filho mais velho terá 20%. Deve-se enfatizar que a fração de massa pode ser um valor adimensional (quarto, meio, terço, 1/5, 1/6, etc.), e pode ser medida em porcentagem (%). Ao resolver problemas computacionais, é melhor converter a fração de massa em uma quantidade adimensional.
Fração de massa de uma substância em solução
Qualquer solução consiste em um solvente e um soluto. A água é o solvente inorgânico mais comum. Álcool, acetona, éter dietílico, etc, podem ser solventes orgânicos.Se um solvente não for especificado na condição do problema, a solução é considerada aquosa.
A fração de massa de um soluto é calculada pela fórmula:
$\omega_\text(v-v)=\dfrac(m_\text(v-v))(m_\text(p-ra))(\cdot 100\%)$
Considere exemplos de resolução de problemas.
Quantos gramas de açúcar e água devem ser tomados para preparar 150 g de uma solução de açúcar a 10%?
Solução
m(r-ra)=150g
$\omega$(açúcar)=10%=0,1
m(açúcar)=?
m(açúcar) = $\omega\textrm((açúcar)) \cdot m(p-pa) = 0,1 \cdot 150 \textrm(r) = 15 \textrm(r)$
m (água) \u003d m (solução) - m (açúcar) \u003d 150g - 15g \u003d 135g.
RESPOSTA: você precisa tomar 15g de açúcar e 135g de água.
Solução com um volume de 350 ml. e uma densidade de 1,142 g/ml contém 28 g de cloreto de sódio. Encontre a fração mássica do sal na solução.
Solução
V(solução)=350 ml.
$\rho$(solução)=1,142 g/ml
$\omega(NaCl)$=?
m(r-ra) =V(r-ra) $\cdot \rho$(r-ra)=350 ml $\cdot$ 1,142 g/ml=400g
$\omega(NaCl)=\dfrac(m(NaCl))(m\textrm((p-ra)))=\dfrac(28\textrm(r)) (400\textrm(r)) = 0,07 $= 7%
RESPOSTA: fração de massa de cloreto de sódio $\omega(NaCl)$=7%
FRAÇÃO DE MASSA DE UM ELEMENTO EM UMA MOLÉCULA
A fórmula de um produto químico, como $H_2SO_4$, contém muitas informações importantes. Denota uma única molécula de uma substância, que é caracterizada por uma massa atômica relativa, ou 1 mol de uma substância, que é caracterizada por uma massa molar. A fórmula mostra a composição qualitativa (consiste em hidrogênio, enxofre e oxigênio) e quantitativa (consiste em dois átomos de hidrogênio, um átomo de enxofre e quatro átomos de oxigênio). Usando a fórmula química, você pode encontrar a massa da molécula como um todo (peso molecular), bem como calcular a razão entre as massas dos elementos na molécula: m(H) : m(S) : m(O ) = 2: 32: 64 = 1: 16: 32. Ao calcular as razões das massas dos elementos, deve-se levar em conta sua massa atômica e o número de átomos correspondentes: $m(H_2)=1*2=2 $, $m(S)=32*1=32$, $m(O_4)=16*4 =64$
O princípio de cálculo da fração de massa de um elemento é semelhante ao princípio de cálculo da fração de massa de uma substância em solução e é encontrado usando uma fórmula semelhante:
$\omega_\text(element)=\dfrac(Ar_(\text(element))\cdot n_(\textrm(atoms)))(m_\text(molecules))(\cdot 100\%) $
Encontre a fração de massa dos elementos em ácido sulfúrico.
Solução
Método 1 (proporção):
Encontre a massa molar do ácido sulfúrico:
$M(H_2SO_4) = 1\cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4=98\hspace(2pt)\textrm(g/mol)$
Uma molécula de ácido sulfúrico contém um átomo de enxofre, então a massa de enxofre no ácido sulfúrico será: $m(S) = Ar(S) \cdot n(S) = 32\textrm(g/mol) \cdot 1$= 32g/mol
Tomamos a massa da molécula inteira como 100%, e a massa de enxofre como X% e fazemos a proporção:
$M(H_2SO_4)$=98 g/mol - 100%
m(S) = 32g/mol - X%
De onde $X=\dfrac(32\textrm(g/mol) \cdot 100\%)(98\textrm(g/mol)) =32, 65\% =32\%$
Método 2 (fórmula):
$\omega(S)=\dfrac(Ar_(\text(element))\cdot n_(\textrm(átomos)))(m_\text(moléculas))(\cdot 100\%)=\dfrac( Ar( S)\cdot 1)(M(H_2SO_4))(\cdot 100\%)=\dfrac(32\textrm(g/mol)\cdot 1)(98\textrm(g/mol))(\cdot 100\ %) \approx32, 7\%$
Da mesma forma, usando a fórmula, calculamos as frações de massa de hidrogênio e oxigênio:
$\omega(H)=\dfrac(Ar(H)\cdot 2)(M(H_2SO_4))(\cdot 100\%)=\dfrac(1\textrm(g/mol)\cdot 2)(98\ textrm(g/mol))(\cdot 100\%)\approx2\%$
$\omega(O)=\dfrac(Ar(O)\cdot 4)(M(H_2SO_4))(\cdot 100\%)=\dfrac(16\textrm(g/mol)\cdot 4)(98\ textrm(g/mol))(\cdot 100\%)\approx65, 3\%$
Conhecendo a fórmula química, você pode calcular a fração de massa dos elementos químicos em uma substância. elemento em substâncias é denotado pelo grego. a letra "ômega" - ω E / V e é calculado pela fórmula:
onde k é o número de átomos deste elemento na molécula.
Qual é a fração de massa de hidrogênio e oxigênio na água (H 2 O)?
Solução:
M r (H 2 O) \u003d 2 * A r (H) + 1 * A r (O) \u003d 2 * 1 + 1 * 16 \u003d 18
2) Calcule a fração mássica de hidrogênio na água:
3) Calcule a fração mássica de oxigênio na água. Como a composição da água inclui átomos de apenas dois elementos químicos, a fração de massa de oxigênio será igual a:
Arroz. 1. Formulação da solução do problema 1
Calcule a fração de massa dos elementos na substância H 3 PO 4.
1) Calcule o peso molecular relativo da substância:
M r (H 3 RO 4) \u003d 3 * A r (H) + 1 * A r (P) + 4 * A r (O) \u003d 3 * 1 + 1 * 31 + 4 * 16 \u003d 98
2) Calculamos a fração de massa de hidrogênio na substância:
3) Calcule a fração mássica de fósforo na substância:
4) Calcule a fração mássica de oxigênio na substância:
1. Coleção de tarefas e exercícios em química: 8ª série: para o livro de P.A. Orzhekovsky e outros. "Química, Grau 8" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F. F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.
2. Ushakova O.V. Caderno de química: 8ª série: para o livro de P.A. Orzhekovsky e outros.“Química. Grau 8" / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P. A. Orzhekovsky; debaixo. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 34-36)
3. Química: 8ª série: livro didático. para geral instituições / P.A. Orjekovsky, L. M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§15)
4. Enciclopédia para crianças. Volume 17. Química / Capítulo. editado por V. A. Volodin, liderando. científico ed. I. Leeson. - M.: Avanta+, 2003.
1. Uma única coleção de recursos educacionais digitais ().
2. Versão eletrônica da revista "Química e Vida" ().
4. Vídeo aula sobre o tema "Fração de massa de um elemento químico em uma substância" ().
Trabalho de casa
1. p.78 Nº 2 do livro "Química: 8ª série" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).
2. Com. 34-36 №№ 3.5 do Livro de Exercícios de Química: 8ª série: para o livro didático de P.A. Orzhekovsky e outros.“Química. Grau 8" / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P. A. Orzhekovsky; debaixo. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
TEMA DA LIÇÃO: Fração de massa de um elemento químico em um composto.
O OBJETIVO DA LIÇÃO: Ensinar como calcular a fração de massa de elementos em um composto de acordo com a fórmula do composto e estabelecer a fórmula química de uma substância complexa a partir de frações de massa conhecidas de elementos químicos.
Conceitos Básicos. Fração de massa de um elemento químico.
Resultados de aprendizagem planejados
sujeito. Ser capaz de calcular a fração de massa de um elemento em um composto de acordo com sua fórmula e estabelecer a fórmula química de uma substância complexa a partir de frações de massa conhecidas de elementos químicos.
Metasujeito . Para formar a capacidade de estabelecer analogias, use algoritmos para resolver problemas educacionais e cognitivos.
As principais atividades dos alunos. Calcule a fração de massa de um elemento em um composto usando sua fórmula. Estabeleça a fórmula química de uma substância complexa de acordo com frações de massa conhecidas de elementos químicos.
Estrutura da lição
eu. Estágio organizacional
II. Atualização de conhecimentos básicos
III. Aprendendo novos materiais
4. Consolidação. Resumindo a lição
V. Trabalho de casa
Durante as aulas
Organizando o tempo.
Verificando a lição de casa.
Atualização de conhecimentos básicos.
Dê definições: massa atômica relativa, massa molecular relativa.
Em que unidades a massa atômica relativa pode ser medida?
Em que unidades o peso molecular relativo pode ser medido?
Aprendendo novos materiais.
Trabalhe com o livro didático. Pasta de trabalho.
Pessoal, digamos que temos uma substância - ácido sulfúricoH 2 ASSIM 4,
Podemos descobrir quais átomos fazem parte do composto.
E o número deles?
E em que proporção de massa eles se combinam?
Cálculo de razões de massa química
elementos da matéria complexa. (página 51)
E como você pode descobrir em quais razões de massa os elementos estão conectados em um composto cuja fórmula éH 2 ASSIM 4 ?
m(H): m(S): m(O)= 2*2 + 32 + 16*4= 2:32:64 = 1:16:32.
1 + 16 + 32 \u003d 49, ou seja, 49 partes em massa de ácido sulfúrico, contém 1 parte em massa de hidrogênio, 16 partes em massa de enxofre, 32 partes em massa de oxigênio.
Pessoal, o que acham, podemos calcular a proporção de cada elemento no composto?
Hoje vamos nos familiarizar com o novo conceito de fração de massa de um elemento em um composto.
C- fração de massa do elemento no composto.
né o número de átomos do elemento.
Senhor- peso molecular relativo.
Cálculo de frações de massa de elementos químicos
em matéria complexa. (RT)
1. Estude o algoritmo para calcular a fração de massa de um elemento em um composto.
Tarefa nº 1 (RT)
Derivação de fórmulas químicas, se as frações de massa dos elementos químicos são conhecidas,
incluídos nesta substância. (RT)
2. Estude o algoritmo para calcular a fração de massa de um elemento em um composto.
Tarefa nº 5 (RT)
Consolidação do material estudado.
RT p. 25 Nº 2.
RT p. 27 Nº 6.
Resumindo a lição.
Que novos conceitos você aprendeu na aula hoje?
Trabalho independente.
Trabalho de casa:
estude §15 pp. 51 - 53;
responda às questões nº 3,4,7 pp. 53-54 (por escrito).
P lista de literatura usada.
Livro didático. Química 8º ano. ed. G.E. Rudzitis, F. G. Feldman. Editora "Iluminismo", 2014.
Caderno de química. ed. Borovskikh T.A.
Fração de massa chamada de razão entre a massa de um dado componente m (X) e a massa de toda a solução M (p-ra). A fração de massa é indicada pelo símbolo ω (ômega) e é expressa em frações de uma unidade ou em porcentagem:
ω (X) \u003d m (X) / M (r-ra) (em frações de uma unidade);
ω (X) \u003d m (X) 100 / M (p-ra) (em porcentagem).
A concentração molar é a quantidade de soluto em 1 litro de solução. É denotado pelo símbolo c (X) e é medido em mol / l:
c(X) = n(X)/V = m(X)/M(X) V.
Nesta fórmula, n(X) é a quantidade de substância X contida na solução, M(X) é a massa molar da substância X.
Vamos considerar algumas tarefas típicas.
- Determine a massa de brometo de sódio contida em 300 g de uma solução a 15%.
Solução.
A massa de brometo de sódio é determinada pela fórmula: m (NaBr) \u003d ω M (p-ra) / 100;
m(NaBr) = 15 300/100 = 45 g.
Responder: 45
2. A massa de nitrato de potássio que deve ser dissolvida em 200 g de água para obter uma solução a 8% é ______ g. (Arredonde sua resposta para o número inteiro mais próximo.)
Solução.
Seja m(KNO 3) = x r, então M(p-ra) = (200 + x) r.
Fração de massa de nitrato de potássio em solução:
ω (KNO 3) \u003d x / (200 + x) \u003d 0,08;
x = 16 + 0,08x;
0,92x = 16;
x = 17,4.
Após arredondamento x = 17 g.
Responder: 17 anos.
3. A massa de cloreto de cálcio que deve ser adicionada a 400 g de uma solução a 5% do mesmo sal para dobrar sua fração de massa é ______ g. (Escreva a resposta até o décimo mais próximo.)
Solução.
A massa de CaCl 2 na solução inicial é:
m (CaCl 2) \u003d ω M (solução);
m (CaCl 2) \u003d 0,05 400 \u003d 20 g.
A fração de massa de CaCl 2 na solução final é ω 1 = 0,05 2 = 0,1.
Seja x g a massa de CaCl 2 a ser adicionada à solução inicial.
Em seguida, a massa da solução final M 1 (r-ra) \u003d (400 + x) g.
Fração de massa de CaCl 2 na solução final:
Resolvendo esta equação, obtemos x \u003d 22,2 g.
Responder: 22.2
4. A massa de álcool que precisa ser evaporada de 120 g de uma solução alcoólica de iodo a 2% para aumentar sua concentração para 5% é _____________ g. (Escreva a resposta até o décimo mais próximo.)
Solução.
Determine a massa de iodo na solução inicial:
m (I 2) \u003d ω M (r-ra);
m (I 2) \u003d 0,02 120 \u003d 2,4 g,
Após a evaporação, a massa da solução tornou-se igual a:
M 1 (r-ra) \u003d m (I 2) / ω 1
M 1 (r-ra) \u003d 2,4 / 0,05 \u003d 48 g.
Pela diferença nas massas das soluções, encontramos a massa do álcool evaporado: 120-48 \u003d 72 g.
Responder: 72
5. A massa de água que deve ser adicionada a 200 g de uma solução de brometo de sódio a 20% para obter uma solução a 5% é _________ g. (Arredonde sua resposta para o número inteiro mais próximo.)
Solução.
Determine a massa de brometo de sódio na solução inicial:
m(NaBr) = ωM(r-ra);
m (NaBr) \u003d 0,2 200 \u003d 40 g.
Seja a massa de água a ser adicionada para diluir a solução seja x g, então de acordo com a condição do problema:
A partir daqui temos x = 600 g.
Responder: 600
6. A fração mássica de sulfato de sódio em uma solução obtida pela mistura de 200 g de solução a 5% e 400 g de solução de Na 2 SO 4 a 10% é igual a _____________%. (Arredonde sua resposta para décimos.)
Solução.
Determine a massa de sulfato de sódio na primeira solução inicial:
m 1 (Na 2 SO 4) \u003d 0,05 200 \u003d 10 g.
Determine a massa de sulfato de sódio na segunda solução inicial:
m 2 (Na 2 SO 4) \u003d 0,1 400 \u003d 40 g.
Vamos determinar a massa de sulfato de sódio na solução final: m (Na 2 SO 4) \u003d 10 + 40 \u003d 50 g.
Vamos determinar a massa da solução final: M (p-ra) \u003d 200 + 400 \u003d 600 g.
Vamos determinar a fração de massa de Na 2 SO 4 na solução final: 50/600 = 8,3%
Responder: 8,3%.
Além de resolver problemas para soluções:
A “regra da cruz” é o esquema diagonal da regra de mistura para casos com duas soluções.
http://pandia.ru/text/78/476/images/image034_1.jpg" alt="" largura="400" altura="120">
Peso de uma peça: 300/50 = 6 g.
Então
m1 = 6 15 = 90 g, .
m2 = 6 35 = 210 g.
É necessário misturar 90 g de solução a 60% e 210 g de solução a 10%.
