Массовая доля химического элемента в веществе

Пред­ставь­те, что вам пред­сто­ит по­ров­ну раз­де­лить еще с че­тырь­мя дру­зья­ми яб­лоч­ный пирог. Вес пи­ро­га - 500г. Кусок какой массы до­ста­нет­ся каж­до­му? Масса каж­до­го куска будет равна 100 г. Долю од­но­го куска от всего пи­ро­га можно вы­чис­лить, раз­де­лив массу куска на массу всего пи­ро­га, т.е. 100/500 = 1/5 или 20% (Рис. 1).

Рис. 1. Мас­со­вая доля куска от всего пи­ро­га

Мас­со­вая доля части от це­ло­го – от­но­ше­ние массы части к массе це­ло­го. Мас­со­вая доля обо­зна­ча­ет­ся бук­вой гре­че­ско­го ал­фа­ви­та («омега») – ω. Из­ме­ря­ет­ся мас­со­вая доля в долях или %. Она при­ни­ма­ет зна­че­ния от 0 до 1 или 0 до 100%.

По­ня­тие «мас­со­вая доля» при­ме­ни­мо и в химии. Ис­поль­зуя зна­ние о за­коне со­хра­не­ния массы ве­ществ, участ­ву­ю­щих в ре­ак­ции, можно вы­чис­лять мас­со­вую долю хи­ми­че­ско­го эле­мен­та в ве­ще­стве.

2. Расчеты, связанные с понятием «массовая доля элемента в веществе»

ПРИ­МЕР 1. Маг­ний мас­сой 4,8 г всту­па­ет в ре­ак­цию со­еди­не­ния с кис­ло­ро­дом. При этом об­ра­зу­ет­ся 8 г ок­си­да маг­ния (Таб­ли­ца 1). Чему равна масса всту­пив­ше­го в ре­ак­цию кис­ло­ро­да?

Таб­ли­ца 1.

Вос­поль­зу­ем­ся за­ко­ном со­хра­не­ния массы ве­ществ. Масса всту­пив­ше­го в ре­ак­цию кис­ло­ро­да равна раз­но­сти масс ок­си­да маг­ния и маг­ния, т.е. равна 3,2 г. Впи­шем это зна­че­ние в таб­ли­цу 2.

Таб­ли­ца 2.

3. Массовая доля элемента в веществе

Вы­чис­лим мас­со­вые доли маг­ния и кис­ло­ро­да в про­дук­те ре­ак­ции – ок­си­де маг­ния. В со­от­вет­ствии с АМТ, атомы в ходе хи­ми­че­ской ре­ак­ции не де­лят­ся и не из­ме­ня­ют­ся. Зна­чит, все атомы маг­ния, ко­то­рые всту­пи­ли в ре­ак­цию, вошли в со­став ок­си­да маг­ния. То же про­изо­шло и с ато­ма­ми кис­ло­ро­да.

Чтобы найти мас­со­вую долю маг­ния (части) в ок­си­де маг­ния (целом), надо массу маг­ния (части) раз­де­лить на массу ок­си­да маг­ния (це­ло­го). Итак:

ω(Mg/оксид маг­ния) = 4,8 г/8 г = 0,6 или 60%

Мас­со­вую долю кис­ло­ро­да можно найти ана­ло­гич­но, или вы­честь из 100% мас­со­вую долю маг­ния (Таб­ли­ца 3).

ω(О/оксид маг­ния) = 100% - 60% = 40%

Таб­ли­ца 3.

Про­ве­рим, из­ме­нят­ся ли мас­со­вые доли эле­мен­тов в ок­си­де маг­ния, если в ре­ак­цию всту­пит 24 г маг­ния, а по­лу­чит­ся 40 г ок­си­да мания. По за­ко­ну со­хра­не­ния массы ве­ществ масса кис­ло­ро­да, всту­пив­ше­го в ре­ак­цию будет рав­на16 г. Мас­со­вая доля маг­ния – 24г/40г=0,6 или 60%, а мас­со­вая доля кис­ло­ро­да тогда равна 40% (Таб­ли­ца 4).

Таб­ли­ца 4.

Таким об­ра­зом, мас­со­вая доля хи­ми­че­ско­го эле­мен­та в ве­ще­стве – это от­но­ше­ние массы ато­мов дан­но­го эле­мен­та, вхо­дя­щих в со­став ве­ще­ства, к массе всего ве­ще­ства. Мас­со­вая доля не за­ви­сит от массы ве­ще­ства!