Тема
«Состав веществ и смесей.
Понятие «доля», ее разновидности»
Теория
Массовая доля элемента в веществе.
Когда нужно определить массовую долю элемента в веществе, Вам понадобится таблица . По таблице нужно найти молярную массу вещества Mr. Молярная масса равна сумме атомных масс Ar элементов, входящих в состав вещества.
Например, молярная масса (Mr) гидрокисда кальция Са(ОН)2: Mr(Са(ОН)2 = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H)) х 2 = 40 + (16 + 1) х 2 = 74.
Молярные массы атомов берутся из таблицы .
Вычисляем массовую долю элемента щ, например, кальция в гидроксиде кальция.
Массовая доля равна отношению атомной массы элемента к молярной массе вещества:
щ
В случае гидроксида кальция: щ(Са) = 40:74 = 0,54. Это массовая доля элемента в долях единицы.
Чтобы найти массовую долю в процентах нужно умножить массовую долю в долях единицы на 100.
щ(Са) = 0,54 * 100 = 54 %
Массовая доля растворенного вещества в растворе.
Растворы различных веществ находят значительное применение в медицине, машиностроении и химическом производстве. Поскольку они состоят из двух компонентов - растворителя и растворенного вещества, при работе с ними приходится иметь дело с такой величиной, как массовая доля вещества. Она является неотъемлемой характеристикой любого раствора, независимо от его компонентов.
При решении задач, в которых фигурируют растворы одних веществ в других веществах, приходится иметь дело с величиной, называемой массовой долей - щ. Она выражает количество растворенного вещества по отношению к количеству растворителя.
Массовая доля - безразмерная величина, равная отношению массы растворенного вещества к массе всего раствора в целом.
Ее обычно выражают в процентах или долях единицы. Вычисляется она следующим образом:
щ = 
где m ( р. в.) - масса растворенного вещества, m (р-ра) - масса раствора.
Например, массовая доля растворённого вещества – CaCl2 в воде равна 0,06 или 6%. Это означает, что в растворе хлорида кальция массой 100 г содержится хлорид кальция массой 6 г и вода массой 94 г.
Когда нужно определить массовую долю растворенного вещества, необходимо знать, что раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества и растворителя. И масса раствора равна массам этих двух компонентов. Определить, какие массы вам даны, а именно: масса растворенного вещества и масса раствора или масса растворенного вещества и масса растворителя.
Если даны массы растворенного вещества и раствора, то массовая доля равна отношению массы растворенного (р. в.) вещества к массе раствора (р-ра).
щ = 
Например, если масса соли 40 г, а масса раствора 100 г, то щ(соли) = 40:100 = 0,4. Это массовая доля растворенного вещества в долях единицы.
Если даны массы растворенного вещества и растворителя, то сначала надо определить массу раствора. Масса раствора (р-ра) равна сумме масс растворенного вещества m(р. в.) и растворителя m(р-ля).
m(р-ра) = m(р. в.) + m(р-ля)
Например, если масса соли 40 г, а масса воды 60 г, то m(р-ра) = 40 + 60 =100(г).
Затем вычисляется массовая доля растворенного вещества аналогично предыдущему шагу.
Существуют задачи, в которых наоборот, дана массовая доля, а определить требуется массу вещества, которое понадобится для приготовления раствора. В таком случае массу растворенного вещества находят по формуле:
m в-ва =
Примеры решения задач.
Какую массу вещества (X г) надо дополнительно растворить в исходном растворе, чтобы приготовить раствор с массовой долей растворенного вещества щ 2?
Решение: Исходя из определения массовой доли, составим выражение для щ1 и щ 2:
щ 1 = 
(где m1 и m2 – масса вещества в исходном растворе и полученном растворе соответственно).
m1 = щ 1 · m
щ 2 = (m1+x) / (m + x) = (щ 1 · m + x) / (m+x)
Решая полученное уравнение, относительно Х получаем:
щ 2 · m + щ 2 · x = щ 1 · m + x
щ 2 · m – щ 1 · m = x – щ 2 · x
(щ 2– щ 1 ) · m = (1 – щ 2 ) · x
x = ((щ 2 – щ 1) · m) / (1 – щ 2 )
Например, сколько граммов хлористого калия надо растворить в 90 г 8%-ного раствора этой соли, чтобы полученный раствор стал 10%-ным?
Решение:
m = 90 г
щ 1 = 8% (или 0,08), щ 2 = 10% (или 0,1)
x = ((0,1 – 0,08) ·90) / (1 – 0,1) = (0,02 · 90) / 0,9 = 2 г
Ответ: масса хлористого калия равна 2г.
Например, сколько грамм сульфата натрия и воды нужно для приготовления 300 г 5% раствора?
Решение
m(Na2SO4) = щ (Na2SO4) / 100 = (5 · 300) / 100 = 15 г
где щ (Na2SO4)) – массовая доля в %,
m - масса раствора в г
m(H2O) = 300 г - 15 г = 285 г.
Ответ: для приготовления 300 г 5% раствора сульфата натрия надо взять 15 г Na2SO4 и 285 г воды.
Ответьте на вопросы
Определить массовую долю элемента серы в серной кислоте H2SO4. Определить массовую долю элемента кислорода в гидроксиде железа (III) Fe(OH)3. Определите массовую долю элемента алюминия в сульфате алюминия Al2(SO4)3. Определите массовую долю элемента железа в оксиде железа (III) Fe3O4. Определите массовую долю элементов водорода и кислорода в пероксиде водорода H2O2. В 200 г воды растворили 50 г хлорида натрия. Вычислите массовую долю NaCl в полученном растворе. Сколько надо взять нитрата калия для приготовления 3 кг раствора с массовой долей соли 8%?