Как найти отношение масс 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

Так как химия наука точная, она неразрывно связана с различного рода вычислениями. Чтобы решать задачи, нужно знать формулы и хорошо в них ориентироваться. Без этих базовых знаний и навыков изучение химии становится невозможным.
Мы собрали для вас основные химические формулы, изучаемые в школьном курсе. Они пригодятся каждому ученику, особенно тем, кто будет сдавать ОГЭ или ЕГЭ по этому непростому, но очень интересному предмету.

Нахождение количества вещества

Первое и основное понятие, которое необходимо усвоить – это количество вещества, измеряемое в молях и обозначающееся латинской буквой «n». Для его нахождения нужно основываться на условии задачи, так как вычислить количество вещества можно по трём формулам:

1) По массе. n=m/M — Массу вещества (в граммах) разделить на его молярную массу (в г/моль).

2) По объёму. n=V/V_m — Отношением объёма вещества к его молярному объёму (используется для газов).

3) По числу молекул. n=N/N_A – Число молекул вещества делённое на число Авогадро. Число Авогадро (N_A) – физическая величина, указывающая на число молекул, содержащихся в 1 моле вещества, и численно равная 6,0221 * 10²³ моль^-1.

Формулы для нахождения массы

Массу вещества можно найти несколькими способами:

1. Умножив количество вещества на молярную массу: m _(г) = n _(моль)×M _{(г/моль)}.

2. Произведением объёма раствора и его плотности: m = V _(л) ×ρ _(г/л).

3. Перемножив массовую долю с массой раствора: m = m_(р-ра) × ω.

Молярная масса (М) – это масса одного моля вещества. Вычисляется она следующим образом: посредством сложения атомных масс элементов, из которых состоит вещество, получаем относительную молекулярную массу. Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе, но имеет размерность «г/моль». Также молярную массу можно найти с помощью отношения массы вещества к его количеству:

M = m/n

Формулы для нахождения объёма

Для вычисления объёма того или иного вещества можно воспользоваться одной из формул:

1. Объём раствора находится как отношение массы раствора к его плотности:

V_(р-ра) = m_(р-ра) / ρ

2. Объём газа равен отношению его количества вещества к молярному объёму:

V_(газа) = n/V_M

Молярный объём (V_M) – объём, который занимает 1 моль вещества при определённых показателях давления и температуры. Находится при делении молярной массы вещества на его плотность:

V_M = M/ρ

При нормальных условиях молярный объём газа равен 22,4 л/моль.

Формулы для нахождения плотности и относительной плотности

Плотность (ρ) – физическая величина, указывающая на массу определённого вещества, содержащуюся в единице объёма.
Следовательно, формула для её вычисления имеет вид:

ρ=m/V

Помимо основной, существует формула для нахождения плотности газа при нормальных условиях, где молярная масса делится на молярный объём газа при н.у.:

ρ=M/V_M

Относительная плотность (D) газов – величина, указывающая насколько одно вещество тяжелее или легче другого. Вычисляется она отношением молярных масс газов:

D = M₍₁₎ / M₍₂₎

Например, условием было найти плотность газа по водороду. Решение будет иметь вид: D = M_(газа)/M(H₂) = M_(газа)/2. Относительная плотность является безразмерной величиной.

Формулы для нахождения концентрации

Молярная концентрация (С) – отношение количества растворённого вещества к объёму раствора. Единица измерения – моль/л. Молярная концентрация вычисляется по формуле:

С = n/V

Массовая концентрация чаще всего называется титром (Т). Это отношение массы растворённого вещества к объёму раствора. Единица измерения — г/л.

T = m/V

Массовая доля (ω) – это один из вариантов выражения концентрации. С её помощью можно вычислить процентное содержание растворённого вещества в общей массе раствора:

ω = (m_р.в./m_р-ра) × 100%

По такому же принципу вычисляется массовая доля определённого компонента в смеси:

ω = (m_{компонента} / m_{системы}) × 100%

Если возникает необходимость найти массовую долю химического элемента в соединении, то нужно относительную атомную массу этого элемента умножить на число атомов в соединении и разделить на молекулярную массу вещества:

ω = (A_r × N) / M

Формулы для нахождения выхода продукта реакции

Под выходом продукта реакции (ᶯ) подразумевается отношение массы (объёма, количества) вещества, полученного на практике, к теоретически возможному (рассчитанному по уравнению реакции). Единица измерения – доля, а проценты — если результат умножить на 100 !
Для его вычисления, в зависимости от условия задачи, используются следующие формулы:

ᶯ=(m_практ./m_{теорет.}) × 100%
ᶯ=(V_практ./V_{теорет.}) × 100%
ᶯ=(n_практ./n_{теорет.}) × 100%

Попрактиковать решение задач и знание формул возможно в приложении «ХиШник». Оно содержит в себе каталог заданий, которые, в свою очередь, разделены по темам и уровням сложности. Если вы дали неверный ответ, то приложение не просто уведомит об этом, а предложит правильный алгоритм решения. Также в нём есть раздел для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ, в котором собраны типовые задания.

Знание расчётных формул – это ключевой момент при решении задач. Главное, понимать их, а не бездумно заучивать. Так как они будут использоваться не только в школьных задачах, на ЕГЭ и ОГЭ, но и в дальнейшей жизни, даже если ваша профессиональная сфера будет далека от химии.