الكسر الكتلي للعنصر الموجود مادة- هذا أحد المواضيع التي يتضمنها مقرر الكيمياء. يمكن أن تكون المهارات والقدرات اللازمة لتحديد هذه المعلمة مفيدة عند اختبار المعرفة أثناء الاختبارات والاختبارات. عمل مستقلوكذلك في امتحان الدولة الموحدة في الكيمياء.

سوف تحتاج

• - الجدول الدوري للعناصر الكيميائية D.I. مندليف

تعليمات

• من أجل حساب الكتلة يشارك، يجب عليك أولاً العثور على الكتلة الذرية النسبية (Ar) للعنصر المطلوب، بالإضافة إلى الكتلة النسبية الوزن الجزيئي الغرامي(السيد) المواد. بعد ذلك، قم بتطبيق الصيغة التي تحدد الكسر الكتلي للعنصر (W)W = Ar (x) / Mr x 100%، حيث W هو الكسر الكتلي للعنصر (مقاسًا بالكسور أو %)؛ هي الكتلة الذرية النسبية للعنصر؛ Mr هي الكتلة الجزيئية النسبية للمادة. لتحديد الكتلة الذرية والجزيئية النسبية، استخدم الجدول الدوري للعناصر الكيميائية D.I. مندليف. عند إجراء الحسابات الخاصة بك، تأكد من أن تأخذ في الاعتبار عدد ذرات كل عنصر.
• المثال رقم 1. تحديد الكتلة يشاركالهيدروجين في الماء ابحث عن الجدول D.I. الكتلة الذرية النسبية لمندليف للهيدروجين Ar (H) = 1. نظرًا لوجود ذرتين هيدروجين في الصيغة، لذلك 2Ar (H) = 1 x 2 = 2 احسب الكتلة الجزيئية النسبية للماء (H2O)، وهو المجموع من 2 Ar (H) و 1 Ar (O).Mr (H2O) = 2Ar (H) + Ar (O)Ar (O) = 16، وبالتالي السيد (H2O) = 1 × 2 + 16 = 18
• اكتبه صيغة عامةتحديد الكسر الكتلي لعنصر W = Ar (x) / Mr x 100% الآن اكتب الصيغة المتعلقة بشرط المشكلة W (H) = 2 Ar (H) / Mr (H2O) x 100% قم بإجراء الحسابات W ( ح) = 2/18 × 100% = 11.1%
• المثال رقم 2. تحديد الكتلة يشاركالأكسجين في كبريتات النحاس (CuSO4) ابحث عن الجدول D.I. الكتلة الذرية النسبية للأكسجين لمندليف Ar (O) = 16. وبما أن الصيغة تحتوي على 4 ذرات أكسجين، فإن 4 Ar (O) = 4 x 16 = 64 احسب الكتلة الجزيئية النسبية لكبريتات النحاس (CuSO4)، وهي مجموع 1 Ar (Cu)، 1 Ar (S) و 4 Ar (O).Mr (CuSO4) = Ar (Cu) + Ar (S) + 4 Ar (O).Ar (Cu) = 64 Ar ( S) = 324 Ar (O) = 4 × 16 = 64، وبالتالي السيد (CuSO4) = 64 + 32 + 64 = 160
• اكتب الصيغة العامة لتحديد الكسر الكتلي للعنصر W = Ar (x) / Mr x 100% الآن اكتب الصيغة المتعلقة بشرط المشكلة W (O) = 4 Ar (O) / Mr (CuSO4) x 100% قم بإجراء الحسابات W (O) = 64 / 160 × 100% = 40%

منذ القرن السابع عشر لم تعد الكيمياء علمًا وصفيًا. بدأ علماء الكيمياء في استخدام قياس المادة على نطاق واسع. لقد تم تحسين تصميم الموازين التي تتيح تحديد كتل العينات بشكل متزايد. بالنسبة للمواد الغازية، بالإضافة إلى الكتلة، تم أيضًا قياس الحجم والضغط. أتاح استخدام القياسات الكمية فهم جوهر التحولات الكيميائية وتحديد تركيبة المواد المعقدة.

كما تعلمون، تحتوي المادة المعقدة على عنصرين كيميائيين أو أكثر. ومن الواضح أن كتلة المادة كلها تتكون من كتل العناصر المكونة لها. وهذا يعني أن كل عنصر يمثل جزءًا معينًا من كتلة المادة.

الكسر الكتلي لعنصر ما هو النسبة بين كتلة هذا العنصر مادة معقدةإلى كتلة المادة بأكملها، معبرًا عنها بأجزاء من الوحدة (أو كنسبة مئوية):

يُشار إلى الجزء الكتلي لعنصر ما في المركب بالرمز اللاتيني حرف صغير ث("double-ve") ويظهر الحصة (جزء من الكتلة) التي تعزى إلى عنصر معين في الكتلة الإجمالية للمادة. يمكن التعبير عن هذه القيمة بكسور الوحدة أو كنسبة مئوية. وبطبيعة الحال، فإن الجزء الكتلي لعنصر ما في مادة معقدة يكون دائمًا أقل من الوحدة (أو أقل من 100%). ففي نهاية المطاف، يكون جزء من الكل دائمًا أصغر من الكل، تمامًا كما تكون شريحة البرتقال أصغر من البرتقالة بأكملها.

على سبيل المثال، يحتوي أكسيد الزئبق على عنصرين - الزئبق والأكسجين. عند تسخين 50 جم من هذه المادة، يتم الحصول على 46.3 جم من الزئبق و3.7 جم من الأكسجين (الشكل 57). دعونا نحسب جزء الشاملالزئبق في مادة معقدة:

يمكن حساب الجزء الكتلي من الأكسجين في هذه المادة بطريقتين. بحكم التعريف، فإن الجزء الكتلي للأكسجين في أكسيد الزئبق يساوي نسبة كتلة الأكسجين إلى كتلة الأكسيد:

مع العلم أن مجموع الكسور الكتلية للعناصر الموجودة في المادة يساوي واحدًا (100%)، يمكن حساب الكسر الكتلي للأكسجين من الفرق:

ث(س) = 1 – 0.926 = 0.074،

ث(س) = 100% – 92.6% = 7.4%.

من أجل العثور على الكسور الكتلية للعناصر باستخدام الطريقة المقترحة، من الضروري إجراء تجربة كيميائية معقدة ومكثفة العمالة لتحديد كتلة كل عنصر. إذا كانت صيغة المادة المعقدة معروفة، فيمكن حل المشكلة نفسها بسهولة أكبر.

لحساب الجزء الكتلي لعنصر ما، عليك ضرب كتلته الذرية النسبية بعدد الذرات ( ن) لعنصر معين في الصيغة وتقسيمه على الوزن الجزيئي النسبي للمادة:

على سبيل المثال، بالنسبة للمياه (الشكل 58):

السيد(ح2س) = 2 1 + 16 = 18،

مهمة 1.احسب الكسور الكتلية للعناصر الموجودة في الأمونيا، والتي تكون صيغتهانه 3 .

منح:

مادة الأمونيا NH3.

يجد:

ث(ن)، ث(ح).

حل

1) احسب الوزن الجزيئي النسبي للأمونيا:

السيد(نه3) = أ ص(ن)+3 أ ص(ح) = 14 + 3 1 = 17.

2) أوجد الجزء الكتلي من النيتروجين في المادة:

3) دعونا نحسب الجزء الكتلي للهيدروجين في الأمونيا:

ث(ح) = 1 – ث(ن) = 1 – 0.8235 = 0.1765 أو 17.65%.

إجابة. ث(ن) = 82.35%، ث(ح) = 17.65%.

المهمة 2.احسب الكسور الكتلية للعناصر الموجودة في حمض الكبريتيك التي لها الصيغة H2SO4 .

منح:

حمض الكبريتيك H2SO4.

يجد:

ث(ح)، ث(س)، ث(س).

حل

1) احسب الوزن الجزيئي النسبي لحمض الكبريتيك:

السيد(H2SO4) = 2 أ ص(ح)+ أ ص(ق)+4 أ ص(س) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.

2) أوجد الجزء الكتلي للهيدروجين في المادة:

3) احسب الجزء الكتلي للكبريت في حامض الكبريتيك:

4. احسب نسبة كتلة الأكسجين في المادة:

ث(س) = 1 – ( ث(ح)+ ث(س)) = 1 – (0.0204 + 0.3265) = 0.6531 أو 65.31%.

إجابة. ث(ح) = 2.04%، ث(س) = 32.65%، ث(س) = 65.31%.

في كثير من الأحيان، يتعين على الكيميائيين حل المشكلة العكسية: استخدام الكسور الكتلية للعناصر لتحديد صيغة المادة المعقدة. دعونا نوضح كيف يتم حل هذه المشاكل بمثال تاريخي واحد.

تم عزل مركبين من النحاس مع الأكسجين (أكاسيد) من المعادن الطبيعية - التينوريت والكبريت. لقد اختلفوا عن بعضهم البعض في اللون وكسور كتلة العناصر. في الأكسيد الأسود، كانت نسبة كتلة النحاس 80%، ونسبة كتلة الأكسجين 20%. وفي أكسيد النحاس الأحمر، كانت نسبة كتلة العناصر 88.9% و11.1% على التوالي. ما هي صيغ هذه المواد المعقدة؟ دعونا نقوم ببعض الحسابات الرياضية البسيطة.

مثال 1.حساب الصيغة الكيميائية لأكسيد النحاس الأسود ( ث(النحاس) = 0.8 و ث(س) = 0.2).

س، ص– حسب عدد ذرات العناصر الكيميائية الداخلة في تركيبه: النحاس سيا ذ.

2) نسبة المؤشرات تساوي نسبة حاصل قسمة كتلة العنصر في المركب مقسومة على الكتلة الذرية النسبية للعنصر:

3) يجب تقليل العلاقة الناتجة إلى نسبة من الأعداد الصحيحة: لا يمكن أن تكون المؤشرات في الصيغة التي توضح عدد الذرات كسرية. للقيام بذلك، قم بتقسيم الأرقام الناتجة على الأصغر (أي أي منها):

الصيغة الناتجة هي CuO.

مثال 2.حساب صيغة أكسيد النحاس الأحمر باستخدام كسور الكتلة المعروفة ث(النحاس) = 88.9% و ث(س) = 11.1%.

منح:

ث(النحاس) = 88.9%، أو 0.889،

ث(س) = 11.1% أو 0.111.

يجد:

حل

1) دعونا نشير إلى صيغة أكسيد النحاس سيا ذ.

2) أوجد نسبة المؤشرات سو ذ:

3) دعونا نعرض نسبة المؤشرات إلى نسبة الأعداد الصحيحة:

إجابة. صيغة المركب هي Cu 2 O .

الآن دعونا نعقد المهمة قليلاً.

المهمة 3.وفقًا للتحليل الأولي، فإن تركيبة الملح المر المكلس، الذي استخدمه الكيميائيون كملين، هي كما يلي: جزء كتلة من المغنيسيوم - 20.0٪، جزء كتلة من الكبريت - 26.7٪، جزء كتلة من الأكسجين - 53.3٪.

منح:

ث(ملغ) = 20.0%، أو 0.2،

ث(س) = 26.7%، أو 0.267،

ث(س) = 53.3% أو 0.533.

يجد:

حل

1) دعونا نشير إلى صيغة المادة باستخدام المؤشرات س، ص، ض: ملغ سس ذيا ض.

2) لنجد نسبة المؤشرات:

3) تحديد قيمة المؤشرات س، ص، ض:

إجابة.صيغة المادة هي MgSO 4.

1. ما هو الكسر الكتلي للعنصر في مادة معقدة؟ كيف يتم حساب هذه القيمة؟

2. احسب الكسور الكتلية للعناصر الموجودة في المواد: أ) ثاني أكسيد الكربون CO 2 ؛
ب) كبريتيد الكالسيوم CaS؛ ج) نترات الصوديوم NaNO 3؛ د) أكسيد الألومنيوم آل 2 يا 3.

3. أي من الأسمدة النيتروجينية يحتوي على أكبر جزء كبير من عنصر النيتروجين المغذي: أ) كلوريد الأمونيوم NH 4 Cl؛ ب) كبريتات الأمونيوم (NH 4) 2 SO 4؛ ج) اليوريا (NH 2) 2 CO؟

4. يوجد في معدن البيريت 8 جرام من الكبريت لكل 7 جرام من الحديد. احسب الكسور الكتلية لكل عنصر في هذه المادة وحدد صيغته.

5. تبلغ نسبة كتلة النيتروجين في أحد أكاسيده 30.43%، ونسبة كتلة الأكسجين 69.57%. تحديد صيغة الأكسيد.

6. وفي العصور الوسطى، تم عزل مادة تسمى البوتاس من رماد الحرائق واستخدمت في صناعة الصابون. الكسور الكتلية للعناصر الموجودة في هذه المادة: البوتاسيوم - 56.6٪، الكربون - 8.7٪، الأكسجين - 34.7٪. تحديد صيغة البوتاس.

§ 5.1 التفاعلات الكيميائية. معادلات التفاعل الكيميائي

التفاعل الكيميائي هو تحول مادة إلى أخرى. ومع ذلك، فإن مثل هذا التعريف يحتاج إلى إضافة هامة واحدة. في مفاعل نوويأو في المسرع، يتم أيضًا تحويل بعض المواد إلى مواد أخرى، لكن مثل هذه التحولات لا تسمى كيميائية. ما الأمر هنا؟ تحدث التفاعلات النووية في المفاعل النووي. وهي تتمثل في حقيقة أن نوى العناصر عند اصطدامها بجزيئات عالية الطاقة (يمكن أن تكون نيوترونات وبروتونات ونواة عناصر أخرى) تنقسم إلى شظايا هي نوى العناصر الأخرى. من الممكن أيضًا اندماج النوى مع بعضها البعض. ثم تكتسب هذه النوى الجديدة إلكترونات منها بيئةوبذلك يكتمل تكوين مادتين جديدتين أو أكثر. كل هذه المواد هي بعض عناصر الجدول الدوري. أمثلة التفاعلات النووية، المستخدمة لاكتشاف عناصر جديدة، ترد في §4.4.

على عكس التفاعلات النووية، في التفاعلات الكيميائية لا تتأثر النواةالذرات. تحدث جميع التغييرات فقط في أغلفة الإلكترون الخارجية. تنكسر بعض الروابط الكيميائية ويتشكل بعضها الآخر.

التفاعلات الكيميائية هي ظواهر تتحول فيها بعض المواد ذات تركيبة وخصائص معينة إلى مواد أخرى - ذات تركيبة مختلفة وخصائص أخرى. وفي الوقت نفسه، في التكوين النوى الذريةلا تحدث أي تغييرات.

دعونا نفكر في تفاعل كيميائي نموذجي: احتراق الغاز الطبيعي (الميثان) في الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي. أولئك منكم الذين لديهم منزل موقد غاز، يمكنهم ملاحظة رد الفعل هذا في مطبخهم كل يوم. دعونا نكتب رد الفعل كما هو مبين في الشكل. 5-1.

أرز. 5-1. يتفاعل الميثان CH 4 والأكسجين O 2 مع بعضهما البعض لتكوين ثاني أكسيد الكربون CO 2 والماء H 2 O. وفي هذه الحالة تنكسر الروابط بين C و H في جزيء الميثان وتظهر روابط الكربون والأكسجين في مكانها. تشكل ذرات الهيدروجين التي كانت تنتمي سابقًا إلى الميثان روابط مع الأكسجين. يوضح الشكل بوضوح أنه من أجل التنفيذ الناجح لرد الفعل واحدعليك أن تأخذ جزيء الميثان اثنينجزيئات الأكسجين.

إن تسجيل التفاعل الكيميائي باستخدام الرسومات الجزيئية ليس أمرًا مريحًا للغاية. ولذلك، لتسجيل التفاعلات الكيميائية، يتم استخدام الصيغ المختصرة للمواد - كما هو مبين في الجزء السفلي من الشكل. 5-1. هذا الإدخال يسمى معادلة التفاعل الكيميائي.

عدد ذرات العناصر المختلفة في الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة هو نفسه. على الجانب الأيسر واحدذرة الكربون في جزيء الميثان (CH 4)، وعلى اليمين - نفسنجد ذرة الكربون في جزيء ثاني أكسيد الكربون. سنجد بالتأكيد ذرات الهيدروجين الأربع جميعها من الجانب الأيسر من المعادلة على اليمين - في تركيب جزيئات الماء.

في معادلة التفاعل الكيميائي، لمساواة عدد الذرات المتماثلة فيها اجزاء مختلفةيتم استخدام المعادلات احتمال، والتي يتم تسجيلها قبلصيغ المواد. لا ينبغي الخلط بين المعاملات والمؤشرات في الصيغ الكيميائية.

لنفكر في تفاعل آخر - تحويل أكسيد الكالسيوم CaO (الجير الحي) إلى هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH) 2 ( الجير المطفأ) تحت تأثير الماء.

أرز. 5-2. يربط أكسيد الكالسيوم CaO جزيء الماء H 2 O لتكوينه
هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2.

على عكس المعادلات الرياضية، لا يمكن لمعادلات التفاعل الكيميائي إعادة ترتيب الجانبين الأيمن والأيسر. تسمى المواد الموجودة على الجانب الأيسر من معادلة التفاعل الكيميائي الكواشف، وعلى اليمين - منتجات التفاعل. إذا قمت بإعادة ترتيب الجانبين الأيسر والأيمن في المعادلة من الشكل. 5-2، ثم نحصل على المعادلة مختلف تماماتفاعل كيميائي:

إذا بدأ التفاعل بين CaO وH2O (الشكل 5-2) تلقائيًا واستمر في التحرر كمية كبيرةالحرارة، ثم التفاعل الأخير، حيث Ca(OH) 2 بمثابة الكاشف، يتطلب تسخين قوي.

لاحظ أنه يمكنك استخدام سهم بدلاً من علامة المساواة في معادلة التفاعل الكيميائي. السهم مناسب لأنه يظهر اتجاهمسار رد الفعل.

دعونا نضيف أيضًا أن المواد المتفاعلة والمنتجات قد لا تكون بالضرورة جزيئات، ولكنها أيضًا ذرات - إذا كان هناك أي عنصر أو عناصر متضمنة في التفاعل شكل نقي. على سبيل المثال:

ح2 + CuO = Cu + H2O

هناك عدة طرق لتصنيف التفاعلات الكيميائية، وسنتناول طريقتين منها.

على حسب الأول منهم جميعا التفاعلات الكيميائيةتتميز بها التغيرات في عدد المواد الأولية والنهائية. هنا يمكنك العثور على 4 أنواع من التفاعلات الكيميائية:

تفاعلات روابط,

تفاعلات التحلل,

تفاعلات تبادل,

تفاعلات البدائل.

هيا نعطي أمثلة محددةمثل هذه ردود الفعل. للقيام بذلك، دعونا نعود إلى معادلات إنتاج الجير المطفأ ومعادلة إنتاج الجير الحي:

CaO + H2O = Ca(OH)2

Ca(OH) 2 = CaO + H2O

ردود الفعل هذه تنتمي إلى مختلفة أنواعالتفاعلات الكيميائية. رد الفعل الأول هو رد فعل نموذجي روابط، لأنه أثناء حدوثه يتم دمج مادتين CaO و H 2 O في مادة واحدة: Ca (OH) 2.

التفاعل الثاني Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O هو تفاعل نموذجي تقسيم: هنا تتحلل مادة واحدة Ca(OH)2 لتكوين مادتين أخريين.

في ردود الفعل تبادلعادة ما يكون عدد المواد المتفاعلة والمنتجات هو نفسه. في مثل هذه التفاعلات، تقوم المواد الأولية بتبادل الذرات وحتى الكل عناصرجزيئاتهم. على سبيل المثال، عند دمج محلول CaBr2 مع محلول HF، يتكون راسب. في المحلول، تتبادل أيونات الكالسيوم والهيدروجين أيونات البروم والفلور مع بعضها البعض. يحدث التفاعل في اتجاه واحد فقط لأن أيونات الكالسيوم والفلور ترتبط بمركب غير قابل للذوبان CaF 2 وبعد هذا "التبادل العكسي" للأيونات لم يعد ممكنًا:

CaBr2 + 2HF = CaF2¯ + 2HBr

عند دمج محاليل CaCl 2 وNa 2 CO 3، يتشكل راسب أيضًا، لأن أيونات الكالسيوم والصوديوم تتبادل جزيئات CO 3 2– وCl– مع بعضها البعض لتكوين مركب غير قابل للذوبان - كربونات الكالسيوم CaCO 3.

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl

يشير السهم المجاور لمنتج التفاعل إلى أن هذا المركب غير قابل للذوبان ويترسب. وبالتالي، يمكن أيضًا استخدام السهم للإشارة إلى إزالة منتج من تفاعل كيميائي على شكل راسب (¯) أو غاز (). على سبيل المثال:

Zn + 2HCl = H2 + ZnCl2

التفاعل الأخير ينتمي إلى نوع آخر من التفاعلات الكيميائية - التفاعلات الاستبدال. الزنك استبدالالهيدروجين في اتحاده مع الكلور (HCl). يتم إطلاق الهيدروجين على شكل غاز.

قد تكون تفاعلات الاستبدال مشابهة خارجيًا لتفاعلات التبادل. والفرق هو أن تفاعلات الاستبدال تتضمن بالضرورة ذرات من نوع ما بسيطالمواد التي تحل محل ذرات أحد العناصر في المادة المعقدة. على سبيل المثال:

2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2 - التفاعل الاستبدال;

على الجانب الأيسر من المعادلة توجد مادة بسيطة - جزيء الكلور Cl 2، وعلى الجانب الأيمن توجد مادة بسيطة - جزيء البروم Br 2.

في ردود الفعل تبادلكل من المواد المتفاعلة والمنتجات هي مواد معقدة. على سبيل المثال:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl - تفاعل تبادل;

في هذه المعادلة، المواد المتفاعلة والمنتجات هي مواد معقدة.

إن تقسيم جميع التفاعلات الكيميائية إلى تفاعلات الجمع والتحلل والإحلال والتبادل ليس هو الوحيد. هناك طريقة أخرى للتصنيف: تعتمد على التغير (أو عدم التغير) في حالات أكسدة المواد المتفاعلة والمنتجات. وعلى هذا الأساس تنقسم جميع ردود الفعل إلى الأكسدة والاختزالردود الفعل وجميع الآخرين (وليس الأكسدة).

التفاعل بين Zn وHCl ليس فقط تفاعل استبدال، بل أيضًا رد فعل الأكسدةلأن حالات الأكسدة للمواد المتفاعلة تتغير فيه:

Zn 0 + 2H +1 Cl = H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - تفاعل استبدال وفي نفس الوقت تفاعل الأكسدة والاختزال.

نعلم من مقرر الكيمياء أن الكسر الكتلي هو محتوى عنصر معين في المادة. يبدو أن هذه المعرفة ليست ذات فائدة للمقيم الصيفي العادي. لكن لا تتسرع في إغلاق الصفحة، لأن القدرة على حساب الكسر الشامل للبستاني يمكن أن تكون مفيدة للغاية. ومع ذلك، من أجل عدم الخلط بينه، دعونا نتحدث عن كل شيء بالترتيب.

ما هو جوهر مفهوم "الكسر الشامل"؟

يتم قياس جزء الكتلة بالنسب المئوية أو ببساطة بالأعشار. أعلاه تحدثنا عنه التعريف الكلاسيكيوالتي يمكن العثور عليها في الكتب المرجعية أو الموسوعات أو كتب الكيمياء المدرسية. لكن ليس من السهل فهم جوهر ما قيل. لذا، لنفترض أن لدينا 500 جرام من مادة معقدة. صعب في في هذه الحالةيعني أنها ليست متجانسة في تركيبتها. بشكل عام، أي مواد نستخدمها هي ملح طعام معقد، وحتى بسيط، وصيغته هي NaCl، أي أنه يتكون من جزيئات الصوديوم والكلور. إذا واصلنا تفكيرنا باستخدام ملح الطعام كمثال، يمكننا أن نفترض أن 500 جرام من الملح تحتوي على 400 جرام من الصوديوم. ثم سيكون جزء كتلتها 80٪ أو 0.8.

لماذا يحتاج المقيم في الصيف إلى هذا؟

أعتقد أنك تعرف بالفعل الإجابة على هذا السؤال. يعد تحضير جميع أنواع المحاليل والمخاليط وما إلى ذلك جزءًا لا يتجزأ النشاط الاقتصاديأي بستاني. وتستخدم الأسمدة ومخاليط المغذيات المختلفة، وكذلك الأدوية الأخرى، على سبيل المثال، منشطات النمو "Epin"، "Kornevin" وغيرها في شكل محاليل. بالإضافة إلى ذلك، غالبا ما يكون من الضروري خلط المواد الجافة، مثل الأسمنت والرمل والمكونات الأخرى، أو التقليدية حديقة التربةمع الركيزة المشتراة. علاوة على ذلك، فإن التركيز الموصى به لهذه العوامل والأدوية في المحاليل أو المخاليط المحضرة في معظم التعليمات يُعطى في الكسور الكتلية.

وبالتالي، فإن معرفة كيفية حساب الكسر الشامل للعنصر في المادة سيساعد سكان الصيف على إعداد المحلول اللازم من الأسمدة أو خليط المغذيات بشكل صحيح، وهذا بدوره سيؤثر بالتأكيد على الحصاد المستقبلي.

خوارزمية الحساب

لذا، فإن الكسر الكتلي لمكون فردي هو نسبة كتلته إلى الكتلة الإجمالية للمحلول أو المادة. إذا كانت النتيجة التي تم الحصول عليها تحتاج إلى تحويلها إلى نسبة مئوية، فيجب ضربها بـ 100. وبالتالي، يمكن كتابة صيغة حساب الكسر الشامل على النحو التالي:

W = كتلة المادة / كتلة المحلول

W = (كتلة المادة / كتلة المحلول) × 100%.

مثال لتحديد الكسر الشامل

لنفترض أن لدينا حلًا لتحضيره تمت إضافة 5 جم من كلوريد الصوديوم إلى 100 مل من الماء، والآن نحتاج إلى حساب تركيز ملح الطعام، أي جزء كتلته. نحن نعرف كتلة المادة، وكتلة المحلول الناتج هو مجموع كتلتين - الملح والماء ويساوي 105 جم، وبالتالي نقسم 5 جم على 105 جم، ونضرب النتيجة في 100 ونحصل على القيمة المطلوبة 4.7%. هذا هو بالضبط التركيز الذي سيكون محلول ملحي.

مهمة أكثر عملية

في الممارسة العملية، يتعين على المقيم الصيفي في كثير من الأحيان التعامل مع مشاكل من نوع مختلف. على سبيل المثال، من الضروري تحضير محلول مائي لبعض الأسمدة، ويجب أن يكون تركيزها بالوزن 10٪. من أجل مراقبة النسب الموصى بها بدقة، تحتاج إلى تحديد مقدار المادة المطلوبة وحجم الماء الذي يجب إذابته.

يبدأ حل المشكلة بترتيب عكسي. أولاً، يجب عليك تقسيم الكسر الكتلي المعبر عنه كنسبة مئوية على 100. ونتيجة لذلك، نحصل على W = 0.1 - وهذا هو الكسر الكتلي للمادة بالوحدات. الآن دعنا نشير إلى كمية المادة بـ x، والكتلة النهائية للمحلول بـ M. في هذه الحالة، القيمة الأخيرة تتكون من حدين - كتلة الماء وكتلة الأسمدة. أي أن M = Mv + x. وبذلك نحصل على معادلة بسيطة:

ث = س / (ميغاواط + س)

وبحلها لـ x نحصل على:

س = العرض × Mv / (1 - العرض)

وبتعويض البيانات المتوفرة نحصل على العلاقة التالية:

س = 0.1 × الجهد المتوسط ​​/ 0.9

وبالتالي، إذا أخذنا 1 لتر (أي 1000 جم) من الماء لتحضير المحلول، فسنحتاج إلى حوالي 111-112 جم من الأسمدة لإعداد محلول بالتركيز المطلوب.

حل مسائل التخفيف أو الإضافة

لنفترض أن لدينا 10 لترات (10000 جم) من المنتجات الجاهزة محلول مائيبتركيز مادة معينة فيه W1 = 30% أو 0.3. ما كمية الماء التي يجب إضافتها لتقليل التركيز إلى W2 = 15% أو 0.15؟ في هذه الحالة، سوف تساعد الصيغة:

Мв = (W1x M1 / ​​W2) – M1

وبتعويض البيانات الأولية نجد أن كمية الماء المضاف يجب أن تكون:
MV = (0.3 × 10000 / 0.15) - 10000 = 10000 جم

أي أنك تحتاج إلى إضافة نفس الـ 10 لترات.

تخيل الآن المشكلة العكسية - يوجد 10 لترات من المحلول المائي (M1 = 10000 جم) بتركيز W1 = 10% أو 0.1. تحتاج إلى الحصول على محلول يحتوي على نسبة كتلة من الأسمدة W2 = 20% أو 0.2. ما هي كمية المواد الأولية التي يجب إضافتها؟ للقيام بذلك تحتاج إلى استخدام الصيغة:

س = م1 × (ث2 – ث1) / (1 – ث2)

باستبدال القيم الأصلية، نحصل على x = 1,125 جم.

وبالتالي معرفة أبسط الأساسيات الكيمياء المدرسيةسوف يساعد البستاني على تحضير محاليل الأسمدة والركائز الغذائية من عدة عناصر أو مخاليط لأعمال البناء بشكل صحيح.

الكيمياء هي بالتأكيد علم مثير للاهتمام. وعلى الرغم من كل تعقيداته، فإنه يسمح لنا بفهم طبيعة العالم من حولنا بشكل أفضل. علاوة على ذلك، فإن المعرفة الأساسية على الأقل في هذا الموضوع سوف تساعد بشكل جدي الحياة اليومية. على سبيل المثال، تحديد الجزء الكتلي لمادة ما في نظام متعدد المكونات، أي نسبة كتلة أي مكون إلى الكتلة الإجمالية للخليط بأكمله.

ضروري:

- آلة حاسبة؛
— المقاييس (إذا كنت بحاجة أولاً إلى تحديد كتل جميع مكونات الخليط)؛
- جدول مندليف الدوري للعناصر.

تعليمات:

• لذلك، أصبح من الضروري بالنسبة لك تحديد الجزء الكتلي للمادة. من أين نبدأ؟ بادئ ذي بدء، يعتمد ذلك على المهمة المحددة وعلى الأدوات المتاحة للعمل. ولكن على أية حال، لتحديد محتوى أحد المكونات في الخليط، فأنت بحاجة إلى معرفة كتلته والكتلة الإجمالية للخليط. يمكن القيام بذلك إما على أساس البيانات المعروفة أو على أساس البحث الخاص بك. للقيام بذلك، سوف تحتاج إلى وزن المكون المضاف على نطاق المختبر. بعد تحضير الخليط، قم بوزنه أيضًا.
• اكتب كتلة المادة المطلوبة بالشكل " م«, الحجم الكلي وضع الأنظمة تحت التصنيف " م". في هذه الحالة، فإن صيغة الجزء الكتلي من المادة ستأخذ الشكل التالي: ث=(م/م)*100.يتم تسجيل النتيجة التي تم الحصول عليها كنسبة مئوية.
• مثال: احسب الكسر الكتلي لـ 15 جرامًا من ملح الطعام المذاب في 115 جرامًا من الماء. الحل: يتم تحديد الكتلة الإجمالية للمحلول بواسطة الصيغة م = م إلى + م ج، أين م في- كتلة الماء، م ج- كتلة من ملح الطعام. من الحسابات البسيطة يمكن تحديد أن الكتلة الإجمالية للحل هي 130 جرام. وباستخدام صيغة التحديد أعلاه نجد أن محتوى ملح الطعام في المحلول سيكون مساوياً لـ ث=(15/130)*100=12%.
• الوضع الأكثر تحديدًا هو الحاجة إلى التحديد جزء الشامل عنصر كيميائيفي المسألة . يتم تعريفه بنفس الطريقة تمامًا. المبدأ الرئيسيسيبقى الحساب كما هو، فقط بدلاً من كتلة الخليط والمكون المحدد، سيتعين عليك التعامل مع الكتل الجزيئية للعناصر الكيميائية.
• جميع المعلومات اللازمة يمكن العثور عليها في الجدول الدوريمندليف. تحلل الصيغة الكيميائية للمادة إلى مكوناتها الرئيسية. باستخدام الجدول الدوري، حدد كتلة كل عنصر. من خلال جمعها، تحصل على الكتلة الجزيئية للمادة الخاصة بك ( م). كما هو الحال في الحالة السابقة، سيتم تحديد الجزء الكتلي للمادة، أو بشكل أكثر دقة، العنصر من خلال نسبة كتلته إلى الكتلة الجزيئية. سوف تأخذ الصيغة النموذج التالي ث=(م أ/م)*100.أين م أ- الكتلة الذرية للعنصر، م- الوزن الجزيئي للمادة.
• دعونا نلقي نظرة على هذه الحالة باستخدام مثال محدد. مثال: تحديد نسبة كتلة البوتاسيوم في البوتاس. البوتاس هو كربونات البوتاسيوم. صيغتها K2CO3. الكتلة الذرية للبوتاسيوم - 39 ، كربون - 12 الأكسجين - 16 . سيتم تحديد الوزن الجزيئي للكربونات على النحو التالي - م = 2 م ك + م ج + 2 م يا = 2*39+12+2*16 = 122. يحتوي جزيء كربونات البوتاسيوم على ذرتين من البوتاسيوم كتلتهما الذرية تساوي 39 . سيتم تحديد الجزء الكتلي من البوتاسيوم في المادة بواسطة الصيغة ث = (2م ك/م)*100 = (2*39/122)*100 = 63.93%.

جزء الشامل هي إحدى المعلمات المهمة التي يتم استخدامها بنشاط في العمليات الحسابية وليس فقط في الكيمياء. تحضير الشراب والمحلول الملحي، وحساب كمية الأسمدة المستخدمة في المنطقة المخصصة لمحصول معين، والتحضير والغرض الأدوية. كل هذه الحسابات تتطلب كسرًا جماعيًا. سيتم إعطاء صيغة العثور عليه أدناه.

في الكيمياء يتم حسابه:

• لمكون الخليط، الحل؛
• لمكون من مركب (عنصر كيميائي)؛
• للشوائب في المواد النقية.

الحل هو أيضا خليط، متجانس فقط.

جزء الشاملهي نسبة كتلة أحد مكونات الخليط (المادة) إلى كتلته الكاملة. يتم التعبير عنها بالأرقام العادية أو كنسبة مئوية.

صيغة البحث هي:

𝑤 = (م (المكونات) · م (الخلطات ، المكونات)) / 100% .

الجزء الكتلي من العنصر الكيميائيفي المادة توجد نسبة الكتلة الذرية للعنصر الكيميائي مضروبة في عدد ذراته في هذا المركب إلى الكتلة الجزيئية للمادة.

على سبيل المثال، لتحديد ثالأكسجين (الأكسجين) في الجزيء ثاني أكسيد الكربون CO2، أولا نجد الوزن الجزيئي للمركب بأكمله. إنه 44. يحتوي الجزيء على ذرتين أكسجين. وسائل ثيتم حساب الأكسجين على النحو التالي:

ث(O) = (Ar(O) 2) / السيد(CO2)) × 100%،

ث(O) = ((2 16) / 44) × 100% = 72.73%.

وبطريقة مماثلة في الكيمياء يتم تحديده، على سبيل المثال، ثالماء في هيدرات بلورية - مجمع من المركبات مع الماء. بهذا الشكل في الطبيعةتم العثور على العديد من المواد في المعادن.

على سبيل المثال، الصيغة كبريتات النحاس CuSO4 · 5H2O. لتحديد ثالماء في هذه الهيدرات البلورية، تحتاج إلى استبداله بالصيغة المعروفة بالفعل، على التوالي، السيدالماء (في البسط) والإجمالي مهيدرات بلورية (في المقام). السيدالماء - 18، وإجمالي الهيدرات البلورية - 250.

ث(H2O) = ((5 18) / 250) 100% = 36%

إيجاد الكسر الكتلي للمادة في المخاليط والمحاليل

جزء الشامل مركب كيميائيفي المخلوط أو المحلول يتم تحديده بنفس الصيغة، البسط فقط هو كتلة المادة في المحلول (الخليط)، والمقام سيكون كتلة المحلول بأكمله (الخليط):

𝑤 = (m (in-va) · m (محلول)) / 100% .

يرجى الملاحظةأن تركيز الكتلة هو نسبة كتلة المادة إلى الكتلة الحل كلهوليس مجرد مذيب.

على سبيل المثال، قم بإذابة 10 جرام من ملح الطعام في 200 جرام من الماء. تحتاج إلى العثور على النسبة المئوية لتركيز الملح في المحلول الناتج.

لتحديد تركيز الملح الذي نحتاجه محل. يصل إلى:

م (محلول) = م (ملح) + م (ماء) = 10 + 200 = 210 (جم).

أوجد نسبة كتلة الملح في المحلول:

𝑤 = (10210) / 100% = 4.76%

وبذلك يكون تركيز ملح الطعام في المحلول 4.76%.

إذا لم توفر شروط المهمة موحجم المحلول فيجب تحويله إلى كتلة. يتم ذلك عادةً من خلال صيغة إيجاد الكثافة:

حيث m هي كتلة المادة (المحلول، المخلوط)، و V هو حجمها.

يستخدم هذا التركيز في أغلب الأحيان. هذا ما يقصدونه (إذا لم تكن هناك تعليمات منفصلة) عندما يكتبون عنه نسبة مئويةالمواد في المحاليل والمخاليط.

غالباً ما تعطي المشاكل تركيز الشوائب في المادة أو المادة الموجودة في معادنها. يرجى ملاحظة أن التركيز (جزء الكتلة) اتصال نقيسيتم تحديده عن طريق طرح جزء الشوائب من 100٪.

على سبيل المثال، إذا قيل أن الحديد يتم الحصول عليه من المعدن، ونسبة الشوائب 80%، فإن هناك 100 - 80 = 20% من الحديد النقي في المعدن.

وبناء على ذلك، إذا كتب أن المعدن يحتوي على 20٪ فقط من الحديد، فإن نسبة 20٪ بالضبط ستشارك في جميع التفاعلات الكيميائية والإنتاج الكيميائي.

على سبيل المثال، للتفاعل مع حامض الهيدروكلوريكتناول 200 جرام من المعدن الطبيعي الذي يحتوي على 5٪ زنك. لتحديد كتلة الزنك المأخوذة، نستخدم نفس الصيغة:

𝑤 = (m (in-va) m (محلول)) / 100%،

ومنه نجد المجهول محل:

م (الزنك) = (ث 100٪) / م (دقيقة)

م (الزنك) = (5100) / 200 = 10 (جم)

أي أن 200 جرام من المعدن المأخوذ للتفاعل يحتوي على 5٪ زنك.

مهمة. تحتوي عينة من خام النحاس تزن 150 جم على كبريتيد النحاس أحادي التكافؤ وشوائب، الجزء الكتلي منها هو 15%. احسب كتلة كبريتيد النحاس في العينة.

حل المهام ممكنة بطريقتين. الأول هو إيجاد كتلة الشوائب من تركيز معروف وطرحها من المجموع معينة خام . الطريقة الثانية هي إيجاد الكسر الكتلي للكبريتيد النقي واستخدامه لحساب كتلته. دعونا نحلها في كلا الاتجاهين.

• الطريقة الأولى

أولا سوف نجد مالشوائب في عينة الخام. للقيام بذلك، سوف نستخدم الصيغة المعروفة بالفعل:

𝑤 = (م (شوائب) م (عينة)) / 100%،

م (الشوائب) = (ث م (عينة)) 100٪، (أ)

م(شوائب) = (15150) / 100% = 22.5 (جم).

الآن، باستخدام الفرق، نجد كمية الكبريتيد في العينة:

150 - 22.5 = 127.5 جم

• الطريقة الثانية

أولا نجد ثروابط:

100 — 15 = 85%

والآن باستخدامها، باستخدام نفس الصيغة كما في الطريقة الأولى (الصيغة أ)، نجد مكبريتيد النحاس:

م(Cu2S) = (ث م (عينة)) / 100%،

م(Cu2S) = (85150) / 100% = 127.5 (جم).

إجابة: كتلة كبريتيد النحاس أحادي التكافؤ في العينة هي 127.5 جم.

فيديو

ستتعلم من الفيديو كيفية إجراء الحسابات بشكل صحيح باستخدام الصيغ الكيميائيةوكيفية العثور على الكسر الشامل.

لم تحصل على إجابة لسؤالك؟ اقتراح موضوع للمؤلفين.