Как найти массовое значение

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.

If you have a given mass of a compound, you can calculate the number of moles. Conversely, if you know how many moles of the compound you have, you can calculate its mass. For either calculation, you need to know two things: the chemical formula of the compound and the mass numbers of the elements that comprise it. An element’s mass number is unique to that element, and it’s listed right underneath the element’s symbol in the periodic table. The mass number of an element is not the same as its atomic number.

Atomic Number and Atomic Mass Number

Every element is characterized by a unique number of positively charged protons in its nucleus. For example, hydrogen has one proton, and oxygen has eight. The periodic table is an arrangement of the elements according to increasing atomic number. The first entry is hydrogen, the eighth is oxygen and so on. The place an element occupies in the periodic table is an immediate indication of its atomic number, or the number of protons in its nucleus.

Besides protons, the nuclei of most elements also contains neutrons. These fundamental particles don’t have a charge, but they have roughly the same mass as protons, so they must be included in the atomic mass. The atomic mass number is the sum of all protons and neutrons in the nucleus. The hydrogen atom may contain a neutron, but it usually doesn’t, so the mass number of hydrogen is 1. Oxygen, on the other hand, has an equal number of proteins and neutrons, which raises its mass number to 16. Subtracting an element’s mass number from its atomic mass tells you the number of protons in its nucleus.

Finding the Mass Number

The best place to look for an element’s atomic mass number is in the periodic table. It’s displayed under the symbol for the element. You might be mystified by the fact that in many versions of the periodic table, this number contains a decimal fraction, which you wouldn’t expect if it was derived simply by adding protons and neutrons.

The reason for this is that the number displayed is the relative atomic weight, which is derived from all the naturally occurring isotopes of the element weighted by the percentage of each that occurs. Isotopes are formed when the number of neutrons in an element is more or less than the number of protons. Some of these isotopes, such as carbon-13, are stable, but some are unstable and decay over time to a more stable state. Such isotopes, such as carbon-14, are radioactive.

Virtually all elements have more than one isotope, so each has an atomic mass that contains a decimal fraction. For example, the atomic mass of hydrogen listed in the periodic table is 1.008, that for carbon is 12.011 and that for oxygen is 15.99. Uranium, with an atomic number of 92, has three naturally occurring isotopes. Its atomic mass is 238.029. In practice, scientists usually round mass number to the nearest integer.

Units for Mass

The units for atomic mass have been refined over the years, and today scientists use the unified atomic mass unit (amu, or simply u). It is defined to be equal to exactly one-twelfth the mass of an unbound carbon-12 atom. By definition, the mass of one mole of an element, or Avogadro’s number (6.02 x 10²³) of atoms, is equal to its atomic mass in grams. In other words, 1 amu = 1 gram/mole. So if the mass of one hydrogen atom is 1 amu, the mass of one mole of hydrogen is 1 gram. The mass of one mole of carbon is therefore 12 grams, and that of uranium is 238 grams.

Если у вас есть заданная масса соединения, вы можете рассчитать количество родинок. И наоборот, если вы знаете, сколько у вас молей соединения, вы можете рассчитать его массу. Для любого расчета вам нужно знать две вещи: химическую формулу соединения и массовые числа элементов, которые его составляют. Массовое число элемента уникально для этого элемента, и оно указано прямо под символом элемента в периодической таблице. Массовое число элемента не совпадает с его атомным номером.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Атомная масса каждого элемента отображается под его символом в периодической таблице. Он указан в атомных единицах массы, что эквивалентно грамму / моль.

Атомный номер и атомная масса

Каждый элемент характеризуется уникальным количеством положительно заряженных протонов в своем ядре. Например, водород имеет один протон, а кислород – восемь. Периодическая таблица – это расположение элементов в соответствии с возрастающим атомным номером. Первая запись – водород, восьмая – кислород и так далее. Место, которое элемент занимает в периодической таблице, является непосредственным указанием его атомного номера или числа протонов в его ядре.

Помимо протонов, ядра большинства элементов также содержат нейтроны. Эти фундаментальные частицы не имеют заряда, но имеют примерно такую ​​же массу, что и протоны, поэтому они должны быть включены в атомную массу. Массовое число атомов представляет собой сумму всех протонов и нейтронов в ядре. Атом водорода может содержать нейтрон, но обычно его нет, поэтому массовое число водорода равно 1. Кислород, с другой стороны, имеет равное количество белков и нейтронов, что повышает его массовое число до 16. Вычитая Массовое число элемента от его атомной массы говорит вам количество протонов в его ядре.

Нахождение массового числа

Лучшее место для поиска атомного номера элемента – периодическая таблица. Он отображается под символом для элемента. Вы можете быть озадачены тем фактом, что во многих версиях периодической таблицы это число содержит десятичную дробь, которую вы не ожидаете, если она будет получена путем простого добавления протонов и нейтронов.

Причина этого заключается в том, что отображаемое число представляет собой относительный атомный вес, который выводится из всех встречающихся в природе изотопов элемента, взвешенного по проценту от каждого встречающегося. Изотопы образуются, когда число нейтронов в элементе больше или меньше числа протонов. Некоторые из этих изотопов, такие как углерод-13, являются стабильными, но некоторые являются нестабильными и со временем распадаются до более стабильного состояния. Такие изотопы, такие как углерод-14, являются радиоактивными.

Практически все элементы имеют более одного изотопа, поэтому каждый имеет атомную массу, которая содержит десятичную дробь. Например, атомная масса водорода, указанная в периодической таблице, составляет 1, 008, для углерода – 12, 011, а для кислорода – 15, 99. У урана с атомным номером 92 есть три естественных изотопа. Его атомная масса составляет 238, 029. На практике ученые обычно округляют массовое число до ближайшего целого числа.

Единицы массы

Единицы измерения атомной массы были уточнены на протяжении многих лет, и сегодня ученые используют единую единицу измерения атомной массы (amu или просто u). Он определен равным ровно одной двенадцатой массе несвязанного атома углерода-12. По определению масса одного моля элемента, или число Авогадро (6, 02 × 10 ²³) атомов, равна его атомной массе в граммах. Другими словами, 1 аму = 1 грамм / моль. Таким образом, если масса одного атома водорода составляет 1 а.е.м., масса одного моля водорода составляет 1 грамм. Таким образом, масса одного моля углерода составляет 12 граммов, а урана – 238 граммов.

Что такое массовая доля в химии? Знаете ли вы ответ? Как находить массовую долю элемента в веществе? Сам процесс вычисления вовсе не так сложен. А вы еще испытываете затруднения в подобных задачах? Тогда вам улыбнулась удача, вы нашли эту статью! Интересно? Тогда скорее читайте, сейчас вы все поймете.

Что такое массовая доля?

Итак, для начала выясним, что такое массовая доля. Как находить массовую долю элемента в веществе, ответит любой химик, так как они часто употребляют этот термин при решении задач или во время пребывания в лаборатории. Конечно, ведь ее расчет – их повседневная задача. Чтобы получить определенное количество того или иного вещества в лабораторных условиях, где очень важен точный расчет и все возможные варианты исхода реакций, необходимо знать всего пару простых формул и понимать суть массовой доли. Поэтому эта тема так важна.

Этот термин обозначается символом “w” и читается как “омега”. Он выражает отношение массы данного вещества к общей массе смеси, раствора или молекулы, выражается дробью или в процентах. Формула расчета массовой доли:

w = m _{вещества} / m _смеси.

Преобразуем формулу.

Мы знаем, что m=n*M, где m – масса; n – количество вещества, выраженное в единицах измерения моль; M – молярная масса вещества, выраженная в грамм/моль. Молярная масса численно равна молекулярной. Только молекулярная масса измеряется в атомных единицах масс или а. е. м. Такая единица измерения равна одной двенадцатой доле массы ядра углерода 12. Значение молекулярной массы можно найти в таблице Менделеева.

Количество вещества n нужного объекта в данной смеси, равно индексу, умноженному на коэффициент при данном соединении, что очень логично. Например, чтобы рассчитать количество атомов в молекуле, надо узнать, сколько атомов нужного вещества находится в 1 молекуле = индекс, и умножить это число на количество молекул = коэффициент.

Не стоит бояться таких громоздких определений или формул, в них прослеживается определенная логика, поняв которую, можно даже сами формулы не учить. Молярная масса M равна сумме атомных масс A_r данного вещества. Напомним, что атомная масса – масса 1 атома вещества. То есть исходная формула массовой доли:

w = ( n _{вещества}*M _{вещества})/m _смеси.

Из этого можно сделать вывод, что если смесь состоит из одного вещества, массовую долю которого надо вычислить, то w=1, так как масса смеси и масса вещества совпадают. Хотя смесь априори не может состоять из одного вещества.

Так, с теорией разобрались, но как находить массовую долю элемента в веществе на практике? Сейчас все покажем и расскажем.

Проверка усвоенного материала. Задача легкого уровня

Сейчас мы разберем две задачи: легкого и среднего уровня. Читайте далее!

Необходимо узнать массовую долю железа в молекуле железного купороса FeSO₄*7 H₂O. Как решить эту задачу? Рассмотрим решение далее.

Решение:

Возьмем 1 моль FeSO₄*7 H₂O, тогда узнаем количество железа, умножив коэффициент железа на его индекс: 1*1=1. Дан 1 моль железа. Узнаем его массу в веществе: из значения в таблице Менделеева видно, что атомная масса железа 56 а. е. м. = 56 грамм/моль. В данном случае A_r=M. Следовательно, что m железа = n*M = 1 моль* 56 грамм/моль = 56 г.

Теперь нужно найти массу всей молекулы. Она равна сумме масс исходных веществ, то есть 7 моль воды и 1 моль сульфата железа.

m= (n _воды* M _воды) + (n _{сульфата железа}*M _{сульфата железа}) = (7 моль*(1*2+16) грамм/моль) + (1 моль* (1 моль*56 грамм/моль+1 моль*32 грамм/моль + 4 моль*16 грамм/моль) = 126+152=278 г.

Остается лишь разделить массу железа на массу соединения:

w=56г/278 г=0.20143885~0.2=20%.

Ответ: 20%.

Задача среднего уровня

Решим более сложную задачу. В 500 г воды растворено 34 г нитрата кальция. Нужно найти массовую долю кислорода в полученном растворе.

Решение

Так как при взаимодействии Ca(NO₃)₂ с водой идет только процесс растворения, а из раствора не выделяются продукты реакции, масса смеси равна сумме масс нитрата кальция и воды.

Нам нужно найти массовую долю кислорода в растворе. Обратим внимание на то, что кислород содержится как в растворенном веществе, так и в растворителе. Найдем количество искомого элемента в воде. Для этого посчитаем моль воды по формуле n=m/M.

n _воды=500 г/(1*2+16) грамм/моль=27.7777≈28 моль

Из формулы воды H₂O найдем, что количество кислорода = количеству воды, то есть 28 моль.

Теперь найдем количество кислорода в растворенном Ca(NO₃)₂. Для этого узнаем количество самого вещества:

n _Ca(NO3)2=34 г/(40*1+2*(14+16*3)) грамм/моль≈0.2 моль.

n _Ca(NO3)2 относится к n _O как 1 к 6, что следует из формулы соединения. Значит, n _O = 0.2 моль*6 = 1.2 моль. Суммарно количество кислорода равно 1.2 моль+28 моль=29.2 моль

m _O= 29.2 моль*16 грамм/моль=467.2 г.

m _{раствора}=m _воды + m _Ca(NO3)2= 500 г+34 г=534 г.

Осталось только само вычисление массовой доли химического элемента в веществе:

w _O=467.2 г /534 г≈0.87=87%.

Ответ: 87%.

Надеемся, что мы понятно объяснили вам то, как находить массовую долю элемента в веществе. Данная тема вовсе не сложная, если в ней хорошо разобраться. Желаем вам удачи и успехов в будущих начинаниях.

Была ли эта статья полезной?