Как найти массовое соотношение в химии

найди число атомов каждого элемента в молекуле оксида углерода, если массовая доля углерода в нём равна (42,86) %, а массовая доля кислорода — (57,14) %.

1. Примем массу оксида равной (100) г. Масса углерода в такой порции равна (42,86) г, а масса кислорода — (57,14) г.

2. Находим относительные атомные массы элементов в Периодической таблице:

3. Обозначаем число атомов углерода как (x), а число атомов кислорода — (y), и записываем отношение масс:

4. Получаем выражение:

5. Находим отношение  (x : y):

В молекуле оксида углерода на (1) атом углерода приходится (1) атом кислорода.

In chemistry, mass ratio, often called «percent composition by mass,» is the proportion of a particular molecule that consists of each that molecule’s constituent elements. For example, water consists of 11.1 percent hydrogen (H) and 88.9 percent oxygen (O), meaning that a 1,000-gram sample of water (equal to 1 liter in volume) consists of 111 g of H (0.111 × 1,000 = 111) and 889 g of O (0.889 × 1,000).

This principle gives rise to the Law of Constant Composition, put forth by Joseph Proust in 1800: A given compound always has the same proportion by mass of its constituent elements. For instance, water always has exactly 8 grams of oxygen for every gram of hydrogen. Carbon dioxide always has 2.67 g of oxygen for every gram of carbon.

Calculating mass ratios is easy enough if you have access to a periodic table (see Resources) and the means to do basic algebra.

Say you want to calculate the mass ratio of sulfuric acid, H₂SO₄.

H₂SO₄ contains hydrogen (H), sulfur (S) and oxygen (S). From the periodic table, you can see that the molar masses of these elements are:

H = 1.00

S = 32.06

O = 16.00

Step 2: Determine the Mass of Each Individual Element Present

In this step, you multiply the number of atoms in one molecule of the compound by the molar masses you collected in Step 1. The number of atoms is simply the subscript after the element’s abbreviation in the molecular formula, with the omission of a subscript signifying «1.»

There are two H atoms present, one S atom and four O atoms, so you have:

H = (2)(1.00) = 2 g

S = (1)(32.06 g) = 32.06 g

O = (4)(16.00 g) = 64 g

Step 3: Determine the Molar Mass of the Compound

Add together the figures you calculated in Step 2:

2 + 32.06 + 64 = 98.06 g

Step 4: Divide the Mass of Each Element Present by the Molar Mass

This means dividing the individual masses from Step 2 by the result of Step 3.

For H, you have 2 ÷ 98.06 = 0.0204 = 2.04 percent hydrogen

For S, you have 32.06 ÷ 98.06 = 0.3269 = 32.69 percent sulfur

For O, you have 64 ÷ 98.06 = 0.6527 = 65.27 percent oxygen

Tip

To check your work, make sure your percentages sum to 100, allowing for tiny differences owing to rounding:

2.04 + 32.69 + 65.27 = 100.0

В химии массовое отношение, часто называемое «процентным составом по массе», представляет собой долю конкретной молекулы, которая состоит из составляющих ее элементов. Например, вода состоит из 11,1 процента водорода (Н) и 88,9 процента кислорода (О), что означает, что 1000-граммовый образец воды (равный 1 литру по объему) состоит из 111 г Н (0,111 × 1000 = 111) и 889 г О (0,889 × 1000).

Этот принцип порождает закон постоянного состава, выдвинутый Джозефом Прустом в 1800 году: данное соединение всегда имеет одинаковую пропорцию по массе составляющих его элементов. Например, вода всегда имеет ровно 8 грамм кислорода на каждый грамм водорода. Углекислый газ всегда содержит 2,67 г кислорода на каждый грамм углерода.

Рассчитать массовые отношения достаточно просто, если у вас есть доступ к периодической таблице (см. Ресурсы) и средства для выполнения базовой алгебры.

Допустим, вы хотите рассчитать массовое соотношение серной кислоты H2SO4.
Определить молярную массу каждого присутствующего элемента

H2SO4 содержит водород (H), серу (S) и кислород (S). Из таблицы Менделеева вы можете видеть, что молярные массы этих элементов:

H = 1,00

S = 32,06

O = 16,00
Шаг 2: Определите массу каждого отдельного присутствующего элемента

На этом шаге вы умножаете количество атомов в одной молекуле соединения на молярную массу, собранную на шаге 1. Количество атомов — это просто нижний индекс после сокращения элемента в молекулярной формуле с пропуском нижнего индекса, означающего «1.»

Есть два атома Н, один атом S и четыре атома О, поэтому у вас есть:

H = (2) (1,00) = 2 г

S = (1) (32,06 г) = 32,06 г

O = (4) (16,00 г) = 64 г
Шаг 3: Определить молярную массу соединения.

Сложите цифры, которые вы рассчитали на шаге 2:

2 + 32,06 + 64 = 98,06 г
Шаг 4: разделить массу каждого присутствующего элемента на молярную массу

Это означает разделение отдельных масс из шага 2 по результату шага 3.

Для Н, у вас есть 2 ÷ 98,06 = 0,0204 = 2,04 процента водорода

Для S у вас есть 32,06 ÷ 98,06 = 0,3269 = 32,69% серы

Для O, у вас есть 64 ÷ 98,06 = 0,6527 = 65,27 процента кислорода
Совет

Чтобы проверить свою работу, убедитесь, что ваши проценты в сумме равны 100, учитывая незначительные различия в результате округления:

2,04 + 32,69 + 65,27 = 100,0

Алгоритм определения массовых соотношений
элементов в соединении

Алгоритм определения молекулярной формулы
вещества по массовым соотношениям элементов

Нахождение молекулярной массы вещества.

 1.     
Найти молярную массу сульфата алюминия. Указать относительную молекулярную
массу вещества.

Дано:

АІ2(SО4)3

Найти:
М[АІ2(SО4)3] -?               Мr[АІ2(SО4)3] -?

Решение:

М[АІ2(SО4)3]
= А(АІ) · n(АІ)  + А(S) · n(S)  + А(О) · n(О) 

М[АІ2(SО4)3]
= 27 · 2 + (32 + 16 · 4) · 2 = 54 + 96 · 3 =

= 
54 + 288 = 342 г/моль

Мr[АІ2(SО4)3]
= Аr(АІ) · n(АІ)  + Аr(S) · n(S)  + Аr(О) · n(О) 

Мr[АІ2(SО4)3]
= 27 · 2 + (32 + 16 · 4) · 2 = 54 + 96 · 3 =

= 
54 + 288 = 342 .

Ответ:
М[АІ2(SО4)3] = 342 г/моль;  Мr[АІ2(SО4)3] = 342.