–كم ملعقة سكر تضع في الشاي؟

–في المنزل - اثنان، بعيدا - ثمانية.

النكتة معروفة جيداً، لكن دعونا ننظر إليها من خلال عيون الكيميائي. من غير المرجح أن يعجبك هذا النوع من "الشاي في الحفلة". سيكون حلوًا جدًا بسبب محتوى السكر الزائد! يطلق الكيميائيون على محتوى المذاب اسم تركيز المحلول.

يمكن التعبير عن تركيز المادة طرق مختلفة. وبالمناسبة، فإن عدد الملاعق لكل كوب ماء هي طريقة مقبولة تماما، ولكن فقط للمطبخ. من الصعب أن نتخيل كيميائيًا يعد محلولًا بهذه الطريقة.

إحدى الطرق الأكثر شيوعًا للتعبير عن تركيز المحلول هي من خلال الكسر الكتلي للمذاب.

الجزء الكتلي للمادة في المحلول هو نسبة كتلة المذاب إلى كتلة المحلول:

أليس مشابهًا جدًا لكسر الحجم؟ وهذا هو الحال، لأن أي حصة، كما تعلمون بالفعل، هي نسبة جزء ما إلى الكل. يحب جزء الشاملعنصر في مادة معقدة، يُشار إلى الجزء الكتلي للمادة في المحلول بالحرف اليوناني ("أوميغا") ويمكن أن يأخذ قيمًا من 0 إلى 1 (أو من 0 إلى 100٪). يوضح مقدار كتلة المحلول الذي يمثل المذاب. وشيء آخر: الجزء الكتلي للمادة كنسبة مئوية يساوي عدديًا كتلة المادة المذابة في 100 جرام من المحلول. على سبيل المثال، 100 جرام من محلول الخل 3% يحتوي على 3 جرام من حمض الأسيتيك النقي.

أبسط الحلول تتكون من عنصرين. أحد مكونات المحلول هو المذيب. أكثر دراية لنا المحاليل السائلة، وهو ما يعني المذيب فيها مادة سائلة. في أغلب الأحيان يكون الماء.

المكون الآخر للحل هو المذاب. يمكن أن يكون غازًا أو سائلًا أو صلبًا.

كتلة المحلول هي مجموع كتلة المذيب وكتلة المذاب، أي أن التعبير التالي صحيح:

م(الحل) = م(مذيب) + م(المذاب).

لنفترض أن الجزء الكتلي من المذاب هو 0.1، أو 10%. وهذا يعني أن نسبة 0.9 المتبقية، أو 90%، هي الجزء الكتلي من المذيب.

يستخدم الجزء الكتلي من المادة المذابة على نطاق واسع ليس فقط في الكيمياء، ولكن أيضًا في الطب والبيولوجيا والفيزياء وفي الحياة اليومية. ولتوضيح ما قيل، دعونا نتأمل في حل بعض المسائل التطبيقية.

مهمة 1.قبل الزراعة، يتم تطهير بذور الطماطم (مخلل) بمحلول 1٪ من برمنجنات البوتاسيوم. ما كتلة هذا المحلول الذي يمكن تحضيره من 0.25 جم من برمنجنات البوتاسيوم؟

منح:

(برمنجنات البوتاسيوم) = 0.01 جم،

م(برمنجنات البوتاسيوم) = 0.25 جم.

يجد:

م(حل).

حل

بمعرفة كتلة المذاب وجزء كتلته في المحلول، يمكنك حساب كتلة المحلول:

إجابة. م(الحل) = 25 جم.

المهمة 2.في الطب، يتم استخدام ما يسمى بالحلول الفسيولوجية على نطاق واسع، ولا سيما محلول ملح الطعام مع جزء الشاملالملح 0.9%. احسب كتل الملح والماء اللازمة لتحضير 1500 جم من المحلول الملحي.

منح:

(الملح) = 0.009،

م(الحل) = 1500 جم.

يجد:

م(ملح)

م(ماء).

حل

دعونا نحسب كتلة الملح اللازمة لتحضير 1500 جرام من المحلول الملحي:

م(ملح) = م(محلول) (ملح) = 1500 (جم) 0.009 = 13.5 جم.

دعونا نحدد كتلة الماء اللازمة لتحضير المحلول:

م(الماء) = م(حل) - م(ملح) = 1500 – 13.5 = 1486.5 جم.

إجابة. م(ملح) = 13.5 جم، م(ماء) = 1486.5 جم.

هل تختلف خواص المحاليل عن خواص المكونات التي تشكل هذه المخاليط المتجانسة؟

باستخدام تجربة منزلية (المهمة 9 في هذا القسم)، سيكون من السهل عليك التحقق من أن المحلول يتجمد عند درجة حرارة أقل من المذيب النقي. على سبيل المثال، مياه البحريبدأ بالتجمد عند درجة حرارة -1.9 درجة مئوية، بينما ماء نقييتبلور عند 0 درجة مئوية.

1. ما هو الكسر الكتلي للمذاب؟ قارن بين مفهومي "الكسر الحجمي" و"الكسر الكتلي" لمكونات الخليط.

2. تبلغ نسبة كتلة اليود في صبغة اليود الصيدلانية 5٪. ما هي كتلة اليود والكحول التي يجب تناولها لتحضير 200 جرام من الصبغة؟

3. تم إذابة 25 جم من ملح الطعام في 150 جم من الماء. حدد نسبة كتلة الملح في المحلول الناتج.

4. 200 جرام من خل المائدة يحتوي على 6 جرام من حمض الأسيتيك. تحديد نسبة كتلة الحمض في خل المائدة.

5. العثور على كتلة الماء و حمض الستريكمطلوب لتحضير 50 ​​جرام من محلول 5%.

6. من 240 جم من محلول 3% من صودا الخبز، تم تبخير 80 جم من الماء. أوجد الكسر الكتلي للصودا في المحلول الناتج.

7. تمت إضافة 30 جم من السكر إلى 150 جم من محلول سكر 20%. أوجد الكسر الكتلي للمادة في المحلول الناتج.

8. تم خلط محلولين من حمض الكبريتيك: 80 جم بنسبة 40% و160 جم ​​بنسبة 10%. أوجد الكسر الكتلي للحمض في المحلول الناتج.

9. قم بإذابة خمس ملاعق صغيرة ممتلئة من ملح الطعام في 450 جم (450 مل) من الماء. بما أن كتلة الملح في كل ملعقة تساوي 10 جم تقريبًا، فاحسب الكسر الكتلي للملح في المحلول. اثنان متطابقان زجاجات بلاستيكيةصب المحلول الناتج في حجم 0.5 لتر و ماء الصنبور. ضع الزجاجات فيها الفريزرثلاجة. افحص الثلاجة بعد حوالي ساعة. ما هو السائل الذي سيبدأ بالتجمد أولا؟ في أي زجاجة ستتحول محتوياتها إلى ثلج أولاً؟ استخلاص النتائج.

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 بعضها مادة معقدة. صعب في في هذه الحالةيعني أنها ليست متجانسة في التكوين. 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 لعنصر ما في مادة ما 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 المرغوبة 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 دعونا نرمز 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 مقدار 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.

هذا الدرس مخصص لدراسة موضوع "الكسر الكتلي للمادة في المحلول". باستخدام مواد الدرس، سوف تتعلم تحديد كمية محتوى المادة المذابة في المحلول، بالإضافة إلى تحديد تكوين المحلول بناءً على البيانات المتعلقة بالجزء الكتلي للمادة المذابة.

الموضوع: فئات المواد غير العضوية

درس: الكسر الكتلي للمادة في المحلول

كتلة المحلول هي مجموع كتلتي المذيب والمذاب:

م(ص)=م(в)+م(ص-ля)

الجزء الكتلي للمادة في المحلول يساوي نسبة كتلة المادة المذابة إلى كتلة المحلول بأكمله:

دعونا نحل العديد من المسائل باستخدام الصيغ المعطاة.

احسب الجزء الكتلي (%) من السكروز في محلول يحتوي على ماء وزنه 250 جرامًا وسكروز وزنه 50 جرامًا.

يمكن حساب الجزء الكتلي من السكروز في المحلول باستخدام الصيغة المعروفة:

نعوض بالقيم العددية ونجد الكسر الكتلي للسكروز في المحلول. وكانت نسبة الاستجابة المتلقاة 16.7%.

من خلال تحويل صيغة حساب الكسر الكتلي للمادة في المحلول، يمكنك العثور على كتلة المذاب بناءً على الكتلة المعروفة للحل والجزء الكتلي للمادة في المحلول؛ أو كتلة المذيب بواسطة كتلة المذاب وجزء كتلة المادة الموجودة في المحلول.

دعونا نفكر في حل مشكلة يتغير فيها الجزء الكتلي من المادة المذابة عند تخفيف المحلول.

تمت إضافة 30 جم من الماء إلى 120 جم من المحلول مع نسبة كتلة ملح قدرها 7%. حدد نسبة كتلة الملح في المحلول الناتج.

دعونا نحلل حالة المشكلة. في عملية تخفيف المحلول، لا تتغير كتلة المذاب، بل تزداد كتلة المذيب، مما يعني أن كتلة المحلول تزداد، وعلى العكس من ذلك، يتناقص الجزء الكتلي للمادة في المحلول.

أولًا، نحدد كتلة المذاب، بمعرفة كتلة المحلول الأولي ونسبة كتلة الملح في هذا المحلول. كتلة المذاب تساوي حاصل ضرب كتلة المحلول وجزء كتلة المادة الموجودة في المحلول.

لقد اكتشفنا بالفعل أن كتلة المذاب لا تتغير عند تخفيف المحلول. هذا يعني أنه من خلال حساب كتلة المحلول الناتج، يمكننا إيجاد نسبة كتلة الملح في المحلول الناتج.

كتلة المحلول الناتج تساوي مجموع كتل المحلول الأصلي والماء المضاف. الجزء الكتلي من الملح في المحلول الناتج يساوي نسبة كتلة المادة المذابة إلى كتلة المحلول الناتج. وهكذا حصلنا على جزء كبير من الملح في المحلول الناتج يساوي 5.6%.

1. مجموعة مسائل وتمارين في الكيمياء: الصف الثامن: للكتب المدرسية. ب.أ. أورجيكوفسكي وآخرون "الكيمياء. الصف الثامن "/ ب.أ. أورجيكوفسكي ، ن.أ. تيتوف، ف. هيجل. – م.: أ.س.ت: أسترل، 2006. (ص 111-116)

2. أوشاكوفا أو.في. مصنف الكيمياء: الصف الثامن: إلى الكتاب المدرسي من تأليف P.A. أورجيكوفسكي وآخرون "الكيمياء. الصف الثامن" / أو.ف. أوشاكوفا ، بي. بيسبالوف، ب. أورجيكوفسكي. إد. البروفيسور ب.أ. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat، 2006. (ص 111-115)

3. الكيمياء. الصف 8. كتاب مدرسي للتعليم العام المؤسسات / ب.أ. أورجيكوفسكي، إل إم. ميشرياكوفا، م. شلاشوفا. – م.: أستريل، 2013. (§35)

4. الكيمياء: الصف الثامن: كتاب مدرسي للتعليم العام. المؤسسات / ب.أ. أورجيكوفسكي، إل إم. ميشرياكوفا، إل.إس. بونتاك. م.: AST: أستريل، 2005. (§41)

5. الكيمياء: غير منظمة. الكيمياء: كتاب مدرسي للصف الثامن. تعليم عام المؤسسات / ج. رودزيتيس ، ف. فيلدمان. – م.: التعليم، OJSC “كتب موسكو المدرسية”، 2009. (§28)

6. موسوعة للأطفال. المجلد 17. الكيمياء / رئيس التحرير. في.أ. فولودين، فيد. علمي إد. آي لينسون. – م: أفانتا+، 2003.

موارد الويب الإضافية

3. تفاعل المواد مع الماء ().

العمل في المنزل

1. ص. 113-114 رقم 9,10من دفتر العملفي الكيمياء: الصف الثامن: إلى الكتاب المدرسي من تأليف P.A. أورجيكوفسكي وآخرون "الكيمياء. الصف الثامن" / أو.ف. أوشاكوفا ، بي. بيسبالوف، ب. أورجيكوفسكي. إد. البروفيسور ب.أ. أورزيكوفسكي - م: AST: Astrel: Profizdat، 2006.

2. ص 197 رقم 1،2من الكتاب المدرسي P.A. أورجيكوفسكي، إل إم. ميشرياكوفا، م. شلاشوفا "الكيمياء: الصف الثامن" 2013

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؛
• للجزء المركب ( 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 هي 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 الكربوندعونا نجد ثاني أكسيد الكربون أولا الوزن الجزيئي الغراميالاتصال 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 يحددون، 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.

وعليه إذا كتب أن المعدن يحتوي على 20٪ حديد فقط فهذا كل شيء التفاعلات الكيميائيةوهذه الـ 20٪ هي التي ستشارك في الإنتاج 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.

حليسمى خليط متجانس من عنصرين أو أكثر.

تسمى المواد التي يتم خلطها لتكوين المحلول عناصر.

من بين مكونات الحل هناك المذاب، والتي قد تكون أكثر من واحد، و مذيب. على سبيل المثال، في حالة محلول السكر في الماء، يكون السكر هو المذاب والماء هو المذيب.

في بعض الأحيان يمكن تطبيق مفهوم المذيب بالتساوي على أي من المكونات. على سبيل المثال، ينطبق هذا على تلك المحاليل التي يتم الحصول عليها عن طريق خلط اثنين أو أكثر من السوائل القابلة للذوبان بشكل مثالي في بعضها البعض. لذلك، على وجه الخصوص، في محلول يتكون من الكحول والماء، يمكن أن يسمى كل من الكحول والماء مذيبًا. ومع ذلك، في أغلب الأحيان فيما يتعلق بالمحاليل المائية، يُطلق على المذيب تقليديًا اسم الماء، والمذاب هو المكون الثاني.

كخاصية كمية لتكوين الحل، فإن المفهوم الأكثر استخدامًا هو جزء الشاملالمواد في الحل. الكسر الكتلي للمادة هو نسبة كتلة هذه المادة إلى كتلة المحلول الذي تحتوي عليه:

أين ω (in-va) - الجزء الكتلي من المادة الموجودة في المحلول (g)، م(v-va) – كتلة المادة الموجودة في المحلول (g)، m(r-ra) – كتلة المحلول (g).

ويترتب على الصيغة (1) أن الكسر الكتلي يمكن أن يأخذ قيمًا من 0 إلى 1، أي أنه جزء من الوحدة. في هذا الصدد، يمكن أيضًا التعبير عن الكسر الكتلي كنسبة مئوية (%)، وبهذا التنسيق يظهر في جميع المشكلات تقريبًا. يتم حساب جزء الكتلة، معبرًا عنه كنسبة مئوية، باستخدام صيغة مشابهة للصيغة (1) مع الاختلاف الوحيد وهو أن نسبة كتلة المادة المذابة إلى كتلة المحلول بأكمله مضروبة في 100%:

بالنسبة لمحلول يتكون من مكونين فقط، يمكن حساب الجزء الكتلي من المذاب ω(s.v.) والجزء الكتلي من المذيب ω(المذيب) وفقًا لذلك.

ويسمى أيضًا الجزء الكتلي من المذاب تركيز المحلول.

بالنسبة للمحلول المكون من مكونين، كتلته هي مجموع كتلتي المذاب والمذيب:

أيضًا، في حالة المحلول المكون من مكونين، يكون مجموع أجزاء الكتلة من المذاب والمذيب دائمًا 100%:

من الواضح أنه بالإضافة إلى الصيغ المكتوبة أعلاه، يجب عليك أيضًا معرفة كل تلك الصيغ المشتقة منها رياضيًا بشكل مباشر. على سبيل المثال:

من الضروري أيضًا أن تتذكر الصيغة التي تربط كتلة المادة وحجمها وكثافتها:

م = ρ∙V

وعليك أيضًا أن تعرف أن كثافة الماء هي 1 جم/مل. ولهذا السبب، فإن حجم الماء بالملليلتر يساوي عدديًا كتلة الماء بالجرام. على سبيل المثال، 10 مل من الماء له كتلة 10 جم، 200 مل - 200 جم، إلخ.

من أجل حل المهام بنجاح، بالإضافة إلى معرفة الصيغ المذكورة أعلاه، من المهم للغاية جلب مهارات تطبيقها إلى الأتمتة. وهذا لا يمكن أن يتحقق إلا عن طريق الحل كمية كبيرةالمهام المختلفة. يمكن حل المشكلات الناتجة عن اختبارات الدولة الموحدة الحقيقية حول موضوع "الحسابات باستخدام مفهوم "الكسر الكتلي للمادة في المحلول"".

أمثلة على المشاكل التي تنطوي على حلول

مثال 1

احسب الكسر الكتلي لنترات البوتاسيوم في المحلول الناتج عن خلط 5 جم من الملح و20 جم من الماء.

حل:

المذاب في حالتنا هو نترات البوتاسيوم، والمذيب هو الماء. لذلك، يمكن كتابة الصيغتين (2) و (3) على التوالي على النحو التالي:

من الشرط m(KNO 3) = 5 g، وm(H 2 O) = 20 g، بالتالي:

مثال 2

ما كتلة الماء التي يجب إضافتها إلى 20 جم من الجلوكوز للحصول على محلول جلوكوز 10%؟

حل:

ويترتب على شروط المشكلة أن المذاب هو الجلوكوز والمذيب هو الماء. ومن ثم يمكن كتابة الصيغة (4) في حالتنا على النحو التالي:

من الحالة نعرف جزء الكتلة (تركيز) الجلوكوز وكتلة الجلوكوز نفسه. بعد أن حددنا كتلة الماء بـ x g، يمكننا أن نكتب، بناءً على الصيغة أعلاه، المعادلة التالية المكافئة لها:

وبحل هذه المعادلة نجد x:

أولئك. م(ح2س) = س ز = 180 جم

الجواب: م(ح2س) = 180 جم

مثال 3

تم خلط 150 جم من محلول كلوريد الصوديوم 15% مع 100 جم من محلول 20% من نفس الملح. ما هو الجزء الكتلي من الملح في المحلول الناتج؟ يرجى الإشارة إلى إجابتك لأقرب عدد صحيح.

حل:

لحل مشاكل تحضير الحلول من المناسب استخدام الجدول التالي:

	الحل الأول	الحل الثاني	الحل الثالث
م r.v.
م الحل
ω r.v.

حيث م ر.ف. ، م الحل و ω r.v. - قيم كتلة المادة المذابة وكتلة المحلول والكسر الكتلي للمادة المذابة على التوالي لكل حل من المحاليل.

ومن الشرط نعلم أن:

م (1) محلول = 150 جم،

ω (1) ر.ف. = 15%،

م (2) محلول = 100 جم،

ω (1) ر.ف. = 20%،

لندرج كل هذه القيم في الجدول فنحصل على:

يجب أن نتذكر الصيغ التالية اللازمة للحسابات:

ω r.v. = 100% ∙ م r.v. / م الحل، م r.v. = م الحل ∙ ω الحل /100% , م الحل = 100% ∙ م الحل /ω r.v.

لنبدأ بملء الجدول.

إذا كانت هناك قيمة واحدة فقط مفقودة من صف أو عمود، فيمكن حسابها. الاستثناء هو السطر مع ω r.v.، بمعرفة القيم الموجودة في خليتين من خلاياه، لا يمكن حساب القيمة الموجودة في الثالثة.

خلية واحدة فقط في العمود الأول تفتقد قيمة. حتى نتمكن من حسابها:

م (1) ر.ف. = م (1) محلول ∙ ω (1) محلول /100% = 150 جم ∙ 15%/100% = 22.5 جم

وبالمثل، فإننا نعرف القيم الموجودة في خليتين من العمود الثاني، مما يعني:

م (2) ر.ف. = م (2) محلول ∙ ω (2) محلول /100% = 100 جم ∙ 20%/100% = 20 جم

دعنا ندخل القيم المحسوبة في الجدول:

الآن نعرف قيمتين في السطر الأول وقيمتين في السطر الثاني. هذا يعني أنه يمكننا حساب القيم المفقودة (m (3)r.v. و m (3)r-ra):

م (3) ر.ف. = م (1) ص. + م (2) ر.ف. = 22.5 جم + 20 جم = 42.5 جم

م (3) محلول = م (1) محلول + م (2) محلول = 150 جم + 100 جم = 250 جم.

لندخل القيم المحسوبة في الجدول، فنحصل على:

لقد اقتربنا الآن من حساب القيمة المطلوبة لـ ω (3)r.v. . في العمود الذي توجد فيه، محتويات الخليتين الأخريين معروفة، مما يعني أنه يمكننا حسابها:

ω (3)r.v. = 100% ∙ م (3)r.v. /م (3) محلول = 100% ∙ 42.5 جم/250 جم = 17%

مثال 4

تمت إضافة 50 مل من الماء إلى 200 جم من محلول كلوريد الصوديوم 15%. ما هو الجزء الكتلي من الملح في المحلول الناتج؟ يرجى الإشارة إلى إجابتك لأقرب جزء من مائة من _______%

حل:

أولًا، يجب أن ننتبه إلى حقيقة أنه بدلًا من كتلة الماء المضاف، يُعطى لنا حجمه. لنحسب كتلته علماً أن كثافة الماء هي 1 جم/مل:

م تحويلة. (H 2 O) = V تحويلة. (ح2س) ∙ ρ (H2O) = 50 مل ∙ 1 جم/مل = 50 جم

إذا اعتبرنا الماء محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 0% ويحتوي على 0 جرام من كلوريد الصوديوم، فيمكن حل المشكلة باستخدام نفس الجدول كما في المثال أعلاه. لنرسم جدولًا مثل هذا وندخل فيه القيم التي نعرفها:

هناك قيمتان معروفتان في العمود الأول، مما يعني أنه يمكننا حساب الثالثة:

م (1) ر.ف. = م (1) ص-را ∙ ω (1) ص.ف. /100% = 200 جم ∙ 15%/100% = 30 جم،

وفي السطر الثاني نعرف أيضًا قيمتين، مما يعني أنه يمكننا حساب الثالثة:

م (3) محلول = م (1) محلول + م (2) محلول = 200 جم + 50 جم = 250 جم،

دعنا ندخل القيم المحسوبة في الخلايا المناسبة:

الآن أصبحت قيمتان معروفتان في السطر الأول، مما يعني أنه يمكننا حساب قيمة m (3)r.v. في الخلية الثالثة:

م (3) ر.ف. = م (1) ص. + م (2) ر.ف. = 30 جم + 0 جم = 30 جم

ω (3)r.v. = 30/250 ∙ 100% = 12%.