–Wie viele Löffel Zucker geben Sie in Ihren Tee?

–Zu Hause – zwei, auswärts – acht.

Der Witz ist bekannt, aber betrachten wir ihn mal mit den Augen eines Chemikers. Es ist unwahrscheinlich, dass Ihnen diese Art von „Tee auf einer Party“ gefallen wird. Durch den zu hohen Zuckergehalt wird es sehr süß! Chemiker bezeichnen den Gehalt eines gelösten Stoffes in einer Lösung als Konzentration.

Die Konzentration eines Stoffes kann ausgedrückt werden verschiedene Wege. Die Anzahl der Löffel pro Tasse Wasser ist übrigens eine völlig akzeptable Methode, allerdings nur für die Küche. Es ist schwer vorstellbar, dass ein Chemiker auf diese Weise eine Lösung herstellt.

Eine der gebräuchlichsten Methoden, die Konzentration einer Lösung auszudrücken, ist der Massenanteil des gelösten Stoffes.

Der Massenanteil eines Stoffes in einer Lösung ist das Verhältnis der Masse des gelösten Stoffes zur Masse der Lösung:

Ist es dem Volumenanteil nicht sehr ähnlich? Das ist so, denn jeder Anteil ist, wie Sie bereits wissen, das Verhältnis eines Teils zum Ganzen. Wie Massenanteil Element in einem komplexen Stoff, der Massenanteil des Stoffes in Lösung wird mit dem griechischen Buchstaben („Omega“) bezeichnet und kann Werte von 0 bis 1 (oder von 0 bis 100 %) annehmen. Es zeigt an, wie viel von der Masse einer Lösung der gelöste Stoff ausmacht. Und noch etwas: Der Massenanteil eines Stoffes in Prozent entspricht numerisch der Masse des gelösten Stoffes in 100 g Lösung. Beispielsweise enthalten 100 g einer 3 %igen Essiglösung 3 g reine Essigsäure.

Die einfachsten Lösungen bestehen aus zwei Komponenten. Einer der Bestandteile der Lösung ist ein Lösungsmittel. Uns bekannter flüssige Lösungen, was bedeutet, dass das darin enthaltene Lösungsmittel vorhanden ist flüssige Substanz. Am häufigsten ist es Wasser.

Der andere Bestandteil einer Lösung ist der gelöste Stoff. Es kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein.

Die Masse der Lösung ist die Summe der Masse des Lösungsmittels und der Masse des gelösten Stoffes, d. h. der folgende Ausdruck ist korrekt:

M(Lösung) = M(Lösungsmittel) + M(gelöster Stoff).

Angenommen, der Massenanteil des gelösten Stoffes beträgt 0,1 oder 10 %. Das bedeutet, dass die restlichen 0,9 bzw. 90 % der Massenanteil des Lösungsmittels sind.

Der Massenanteil eines gelösten Stoffes wird nicht nur in der Chemie, sondern auch in der Medizin, Biologie, Physik usw. häufig verwendet Alltagsleben. Um das Gesagte zu veranschaulichen, betrachten wir die Lösung einiger angewandter Probleme.

Aufgabe 1.Vor dem Pflanzen werden Tomatensamen mit einer 1%igen Kaliumpermanganatlösung desinfiziert (eingelegt). Welche Masse einer solchen Lösung kann aus 0,25 g Kaliumpermanganat hergestellt werden?

Gegeben:

(Kaliumpermanganat) = 0,01 g,

M(Kaliumpermanganat) = 0,25 g.

Finden:

M(Lösung).

Lösung

Wenn Sie die Masse des gelösten Stoffes und seinen Massenanteil in der Lösung kennen, können Sie die Masse der Lösung berechnen:

Antwort. M(Lösung) = 25 g.

Aufgabe 2.In der Medizin werden häufig sogenannte physiologische Lösungen verwendet, insbesondere eine Lösung aus Kochsalz mit Massenanteil Salz 0,9 %. Berechnen Sie die Salz- und Wassermassen, die zur Herstellung von 1500 g Kochsalzlösung erforderlich sind.

Gegeben:

(Salz) = 0,009,

M(Lösung) = 1500 g.

Finden:

M(Salz)

M(Wasser).

Lösung

Berechnen wir die Salzmasse, die zur Herstellung von 1500 g Kochsalzlösung erforderlich ist:

M(Salz) = M(Lösung) (Salz) = 1500 (g) 0,009 = 13,5 g.

Bestimmen wir die zur Herstellung der Lösung erforderliche Wassermasse:

M(Wasser) = M(Lösung) - M(Salz) = 1500 – 13,5 = 1486,5 g.

Antwort. M(Salz) = 13,5 g, M(Wasser) = 1486,5 g.

Unterscheiden sich die Eigenschaften von Lösungen von den Eigenschaften der Komponenten, die diese homogenen Gemische bilden?

Mit einem Heimexperiment (Aufgabe 9 für diesen Absatz) können Sie leicht überprüfen, ob die Lösung bei einer niedrigeren Temperatur gefriert als ein reines Lösungsmittel. Zum Beispiel, Meerwasser beginnt bei einer Temperatur von –1,9 °C zu gefrieren reines Wasser kristallisiert bei 0 °C.

1. Wie groß ist der Massenanteil eines gelösten Stoffes? Vergleichen Sie die Konzepte „Volumenanteil“ und „Massenanteil“ der Komponenten der Mischung.

2. Der Massenanteil von Jod in pharmazeutischer Jodtinktur beträgt 5 %. Welche Masse an Jod und Alkohol benötigen Sie, um 200 g Tinktur herzustellen?

3. 25 g Speisesalz wurden in 150 g Wasser gelöst. Bestimmen Sie den Massenanteil an Salz in der resultierenden Lösung.

4. 200 g Tafelessig enthalten 6 g Essigsäure. Bestimmen Sie den Massenanteil an Säure im Tafelessig.

5. Finden Sie die Masse von Wasser und Zitronensäure erforderlich, um 50 g einer 5%igen Lösung herzustellen.

6. Aus 240 g einer 3 %igen Natronlösung wurden 80 g Wasser verdampft. Finden Sie den Massenanteil von Soda in der resultierenden Lösung.

7. Zu 150 g einer 20 %igen Zuckerlösung wurden 30 g Zucker gegeben. Finden Sie den Massenanteil der Substanz in der resultierenden Lösung.

8. Zwei Schwefelsäurelösungen wurden gemischt: 80 g 40 % und 160 g 10 %. Finden Sie den Massenanteil der Säure in der resultierenden Lösung.

9. Lösen Sie fünf gehäufte Teelöffel Speisesalz in 450 g (450 ml) Wasser auf. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Salzmasse in jedem Löffel etwa 10 g beträgt, berechnen Sie den Massenanteil des Salzes in der Lösung. Zwei identisch Plastikflaschen Gießen Sie die resultierende Lösung in ein Volumen von 0,5 l und Leitungswasser. Stellen Sie die Flaschen hinein Gefrierschrank Kühlschrank. Überprüfen Sie den Kühlschrank nach etwa einer Stunde. Welche Flüssigkeit beginnt zuerst zu gefrieren? In welcher Flasche wird der Inhalt zuerst zu Eis? Schlussfolgerungen ziehen.

Aus dem Chemiestudium wissen wir, dass der Massenanteil der Gehalt eines bestimmten Elements in einem Stoff ist. Es scheint, dass ein solches Wissen für einen gewöhnlichen Sommerbewohner nutzlos ist. Aber beeilen Sie sich nicht, die Seite zu schließen, denn die Möglichkeit, den Massenanteil für einen Gärtner zu berechnen, kann sehr nützlich sein. Um jedoch nicht verwirrt zu werden, besprechen wir alles der Reihe nach.

Was ist die Essenz des Konzepts des „Massenanteils“?

Der Massenanteil wird in Prozent oder einfach in Zehnteln gemessen. Direkt oben haben wir darüber gesprochen klassische Definition, die in Nachschlagewerken, Enzyklopädien oder Schulchemielehrbüchern zu finden sind. Aber es ist nicht so einfach, das Wesentliche des Gesagten zu verstehen. Nehmen wir also an, wir haben 500 g davon komplexe Substanz. Schwierig darin in diesem Fall bedeutet, dass die Zusammensetzung nicht homogen ist. Im Großen und Ganzen handelt es sich bei allen von uns verwendeten Stoffen um komplexe, sogar einfache Speisesalze, deren Formel NaCl lautet, also aus Natrium- und Chlormolekülen besteht. Wenn wir unsere Überlegungen am Beispiel von Speisesalz fortsetzen, können wir davon ausgehen, dass 500 Gramm Salz 400 Gramm Natrium enthalten. Dann beträgt sein Massenanteil 80 % oder 0,8.

Warum braucht ein Sommerbewohner das?

Ich denke, Sie kennen die Antwort auf diese Frage bereits. Die Herstellung von Lösungen, Mischungen usw. aller Art ist ein wesentlicher Bestandteil Wirtschaftstätigkeit jeder Gärtner. Düngemittel, verschiedene Nährstoffmischungen sowie andere Arzneimittel, beispielsweise die Wachstumsstimulanzien „Epin“, „Kornevin“ usw., werden in Form von Lösungen verwendet. Darüber hinaus ist es häufig erforderlich, trockene oder konventionelle Substanzen wie Zement, Sand und andere Komponenten zu mischen Gartenerde mit dem gekauften Substrat. Darüber hinaus wird in den meisten Anleitungen die empfohlene Konzentration dieser Wirkstoffe und Arzneimittel in zubereiteten Lösungen oder Mischungen in Massenanteilen angegeben.

Wenn Sie also wissen, wie der Massenanteil eines Elements in einem Stoff berechnet wird, kann der Sommerbewohner die erforderliche Düngerlösung oder Nährstoffmischung richtig vorbereiten, was sich wiederum sicherlich auf die zukünftige Ernte auswirken wird.

Berechnungsalgorithmus

Der Massenanteil einer einzelnen Komponente ist also das Verhältnis ihrer Masse zur Gesamtmasse der Lösung oder Substanz. Soll das erhaltene Ergebnis in einen Prozentsatz umgerechnet werden, muss es mit 100 multipliziert werden. Somit lässt sich die Formel zur Berechnung des Massenanteils wie folgt schreiben:

W = Masse der Substanz / Masse der Lösung

W = (Masse der Substanz / Masse der Lösung) x 100 %.

Beispiel für die Bestimmung des Massenanteils

Nehmen wir an, wir haben eine Lösung, zu deren Herstellung 5 g NaCl zu 100 ml Wasser gegeben wurden, und müssen nun die Konzentration des Speisesalzes, also seinen Massenanteil, berechnen. Wir kennen die Masse der Substanz und die Masse der resultierenden Lösung ist die Summe zweier Massen – Salz und Wasser – und beträgt 105 g. Wir teilen also 5 g durch 105 g, multiplizieren das Ergebnis mit 100 und erhalten das Ergebnis Wunschwert von 4,7 %. Das ist genau die Konzentration, die Sie haben werden Sole.

Praktischere Aufgabe

In der Praxis muss sich ein Sommerbewohner häufiger mit Problemen anderer Art auseinandersetzen. Beispielsweise ist es notwendig, eine wässrige Lösung eines Düngemittels herzustellen, dessen Gewichtskonzentration 10 % betragen sollte. Um die empfohlenen Mengenverhältnisse genau einzuhalten, müssen Sie bestimmen, wie viel Substanz benötigt wird und in welcher Wassermenge sie gelöst werden muss.

Die Lösung des Problems beginnt in umgekehrter Reihenfolge. Zunächst sollten Sie den in Prozent ausgedrückten Massenanteil durch 100 dividieren. Als Ergebnis erhalten wir W = 0,1 – das ist der Massenanteil des Stoffes in Einheiten. Bezeichnen wir nun die Substanzmenge mit x und die Endmasse der Lösung mit M. In diesem Fall setzt sich der letzte Wert aus zwei Termen zusammen – der Wassermasse und der Düngermasse. Das heißt, M = Mv + x. Wir erhalten also eine einfache Gleichung:

W = x / (Mw + x)

Wenn wir es nach x auflösen, erhalten wir:

x = W x Mv / (1 – W)

Wenn wir die verfügbaren Daten ersetzen, erhalten wir die folgende Beziehung:

x = 0,1 x MV / 0,9

Wenn wir also 1 Liter (also 1000 g) Wasser zur Herstellung einer Lösung nehmen, benötigen wir zur Herstellung einer Lösung mit der erforderlichen Konzentration etwa 111-112 g Dünger.

Lösung von Verdünnungs- oder Additionsproblemen

Angenommen, wir haben 10 Liter (10.000 g) Fertigprodukt wässrige Lösung mit einer Konzentration eines bestimmten Stoffes darin W1 = 30 % oder 0,3. Wie viel Wasser muss hinzugefügt werden, um die Konzentration auf W2 = 15 % oder 0,15 zu reduzieren? In diesem Fall hilft die Formel:

Мв = (W1х М1 / W2) – М1

Wenn wir die ursprünglichen Daten ersetzen, stellen wir fest, dass die Menge des hinzugefügten Wassers sein sollte:
Mv = (0,3 x 10.000 / 0,15) – 10.000 = 10.000 g

Das heißt, Sie müssen die gleichen 10 Liter hinzufügen.

Stellen Sie sich nun das umgekehrte Problem vor: Es gibt 10 Liter einer wässrigen Lösung (M1 = 10.000 g) mit einer Konzentration von W1 = 10 % oder 0,1. Sie benötigen eine Lösung mit einem Massenanteil an Dünger W2 = 20 % oder 0,2. Wie viel Ausgangsmaterial muss hinzugefügt werden? Dazu müssen Sie die Formel verwenden:

x = M1 x (W2 – W1) / (1 – W2)

Wenn wir die ursprünglichen Werte ersetzen, erhalten wir x = 1.125 g.

Somit Kenntnis der einfachsten Grundlagen Schulchemie hilft dem Gärtner, Düngemittellösungen, Nährsubstrate aus mehreren Elementen oder Mischungen für Bauarbeiten richtig vorzubereiten.

Diese Lektion ist dem Studium des Themas „Massenanteil einer Substanz in einer Lösung“ gewidmet. Anhand der Unterrichtsmaterialien lernen Sie, den Gehalt des gelösten Stoffes in einer Lösung zu quantifizieren und anhand von Daten zum Massenanteil des gelösten Stoffes die Zusammensetzung der Lösung zu bestimmen.

Thema: Klassen anorganischer Stoffe

Lektion: Massenanteil einer Substanz in Lösung

Die Masse der Lösung ist die Summe der Massen des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes:

m(р)=m(в)+m(р-ля)

Der Massenanteil eines Stoffes in einer Lösung ist gleich dem Verhältnis der Masse des gelösten Stoffes zur Masse der gesamten Lösung:

Lassen Sie uns mehrere Probleme mit den angegebenen Formeln lösen.

Berechnen Sie den Massenanteil (in %) von Saccharose in einer Lösung, die 250 g Wasser und 50 g Saccharose enthält.

Der Massenanteil von Saccharose in einer Lösung lässt sich nach der bekannten Formel berechnen:

Wir ersetzen die Zahlenwerte und ermitteln den Massenanteil an Saccharose in der Lösung. Die eingegangene Antwort betrug 16,7 %.

Durch Umwandeln der Formel zur Berechnung des Massenanteils einer Substanz in einer Lösung können Sie die Masse eines gelösten Stoffes basierend auf der bekannten Masse der Lösung und dem Massenanteil der Substanz in der Lösung ermitteln; oder die Masse des Lösungsmittels durch die Masse des gelösten Stoffes und den Massenanteil der Substanz in der Lösung.

Betrachten wir die Lösung eines Problems, bei dem sich der Massenanteil eines gelösten Stoffes ändert, wenn die Lösung verdünnt wird.

Zu 120 g einer Lösung mit einem Massenanteil an Salz von 7 % wurden 30 g Wasser gegeben. Bestimmen Sie den Massenanteil an Salz in der resultierenden Lösung.

Lassen Sie uns den Zustand des Problems analysieren. Beim Verdünnen einer Lösung ändert sich die Masse des gelösten Stoffes nicht, aber die Masse des Lösungsmittels nimmt zu, was bedeutet, dass die Masse der Lösung zunimmt und umgekehrt der Massenanteil des Stoffes in der Lösung abnimmt.

Zuerst bestimmen wir die Masse des gelösten Stoffes, indem wir die Masse der Ausgangslösung und den Massenanteil des Salzes in dieser Lösung kennen. Die Masse eines gelösten Stoffes ist gleich dem Produkt aus der Masse der Lösung und dem Massenanteil der Substanz in der Lösung.

Wir haben bereits herausgefunden, dass sich die Masse des gelösten Stoffes bei Verdünnung der Lösung nicht ändert. Das bedeutet, dass wir durch die Berechnung der Masse der resultierenden Lösung den Massenanteil des Salzes in der resultierenden Lösung ermitteln können.

Die Masse der resultierenden Lösung ist gleich der Summe der Massen der ursprünglichen Lösung und des hinzugefügten Wassers. Der Massenanteil des Salzes in der resultierenden Lösung ist gleich dem Verhältnis der Masse des gelösten Stoffes und der Masse der resultierenden Lösung. Somit erhielten wir einen Massenanteil an Salz in der resultierenden Lösung von 5,6 %.

1. Aufgaben- und Übungssammlung Chemie: 8. Klasse: für Lehrbücher. P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006. (S. 111-116)

2. Ushakova O.V. Arbeitsbuch Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; Hrsg. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (S. 111-115)

3. Chemie. 8. Klasse. Lehrbuch für Allgemeinbildung Institutionen / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. – M.: Astrel, 2013. (§35)

4. Chemie: 8. Klasse: Lehrbuch für Allgemeinbildung. Institutionen / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§41)

5. Chemie: anorg. Chemie: Lehrbuch für die 8. Klasse. Allgemeinbildung Institutionen / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmann. – M.: Bildung, OJSC „Moscow Textbooks“, 2009. (§28)

6. Enzyklopädie für Kinder. Band 17. Chemie / Chefredakteur. V.A. Wolodin, Ved. wissenschaftlich Hrsg. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

Zusätzliche Webressourcen

3. Wechselwirkung von Stoffen mit Wasser ().

Hausaufgaben

1. S. 113-114 Nr. 9,10 aus Arbeitsmappe in Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; Hrsg. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

2. S. 197 Nr. 1,2 aus dem Lehrbuch P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova „Chemie: 8. Klasse“, 2013

Massenanteil ist einer der wichtigen Parameter, der nicht nur in der Chemie aktiv für Berechnungen genutzt wird. Zubereitung von Sirupen und Salzlaken, Berechnung der Düngemittelausbringung auf der Fläche für eine bestimmte Kultur, Zubereitung und Verwendungszweck Medikamente. Alle diese Berechnungen erfordern einen Massenanteil. Die Formel zum Finden wird unten angegeben.

In der Chemie berechnet man:

• für einen Bestandteil einer Mischung, Lösung;
• für den zusammengesetzten Teil ( Chemisches Element);
• für Verunreinigungen in Reinstoffen.

Eine Lösung ist auch eine Mischung, nur homogen.

Massenanteil ist das Verhältnis der Masse eines Bestandteils eines Gemisches (Stoffes) zu seiner Gesamtmasse. Wird in gewöhnlichen Zahlen oder als Prozentsatz ausgedrückt.

Die Formel zum Finden lautet:

𝑤 = (m (Komponenten) · m (Mischungen, Zutaten)) / 100 % .

Massenanteil eines chemischen Elements in einem Stoff ergibt sich aus dem Verhältnis der Atommasse eines chemischen Elements multipliziert mit der Anzahl seiner Atome in dieser Verbindung zur Molekülmasse des Stoffes.

Zum Beispiel, um festzustellen w Sauerstoff (Sauerstoff) in einem Molekül Kohlendioxid Lassen Sie uns zuerst CO2 finden Molekulargewicht die gesamte Verbindung. Es beträgt 44. Das Molekül enthält 2 Sauerstoffatome. Bedeutet w Sauerstoff wird wie folgt berechnet:

w(O) = (Ar(O) 2) / Mr(CO2)) x 100 %,

w(O) = ((16 2) / 44) x 100 % = 72,73 %.

Auf ähnliche Weise wird in der Chemie beispielsweise bestimmt: w Wasser in kristallinem Hydrat – ein Komplex von Verbindungen mit Wasser. In dieser Form in der Natur Viele Stoffe kommen in Mineralien vor.

Zum Beispiel die Formel Kupfersulfat CuSO4 · 5H2O. Bestimmen w Wasser in diesem kristallinen Hydrat muss in der bereits bekannten Formel ersetzt werden, Herr Wasser (im Zähler) und Gesamt M kristallines Hydrat (im Nenner). Herr Wasser - 18 und Gesamtkristallhydrat - 250.

w(H2O) = ((18 5) / 250) 100 % = 36 %

Ermitteln des Massenanteils eines Stoffes in Gemischen und Lösungen

Massenanteil chemische Verbindung in einer Mischung oder Lösung wird durch die gleiche Formel bestimmt, nur der Zähler ist die Masse des Stoffes in der Lösung (Mischung) und der Nenner ist die Masse der gesamten Lösung (Mischung):

𝑤 = (m (in-va) · m (Lösung)) / 100 % .

bitte beachten Sie Diese Massenkonzentration ist das Verhältnis der Masse eines Stoffes zur Masse ganze Lösung, und nicht nur ein Lösungsmittel.

Lösen Sie beispielsweise 10 g Speisesalz in 200 g Wasser auf. Sie müssen die prozentuale Salzkonzentration in der resultierenden Lösung ermitteln.

Zur Bestimmung der Salzkonzentration benötigen wir M Lösung. Es beträgt:

m (Lösung) = m (Salz) + m (Wasser) = 10 + 200 = 210 (g).

Finden Sie den Massenanteil des Salzes in der Lösung:

𝑤 = (10 210) / 100 % = 4,76 %

Somit beträgt die Konzentration an Speisesalz in der Lösung 4,76 %.

Wenn die Aufgabenbedingungen dies nicht vorsehen M, und das Volumen der Lösung, dann muss es in Masse umgewandelt werden. Dies geschieht normalerweise durch die Formel zur Bestimmung der Dichte:

Dabei ist m die Masse des Stoffes (Lösung, Gemisch) und V sein Volumen.

Diese Konzentration wird am häufigsten verwendet. Das ist es, was sie meinen (sofern es keine gesonderten Anweisungen gibt), wenn sie darüber schreiben Prozentsatz Stoffe in Lösungen und Gemischen.

Probleme ergeben sich oft durch die Konzentration von Verunreinigungen in einem Stoff oder einem Stoff in seinen Mineralien. Bitte beachten Sie, dass die Konzentration (Massenanteil) reine Verbindung wird durch Subtraktion des Verunreinigungsanteils von 100 % ermittelt.

Wenn beispielsweise gesagt wird, dass Eisen aus einem Mineral gewonnen wird und der Anteil an Verunreinigungen 80 % beträgt, dann enthält das Mineral 100 – 80 = 20 % reines Eisen.

Wenn also geschrieben steht, dass ein Mineral nur 20 % Eisen enthält, dann alle chemische Reaktionen und diese 20 % werden an der chemischen Produktion beteiligt sein.

Zum Beispiel, um zu reagieren Salzsäure nahm 200 g natürliches Mineral, das 5 % Zink enthält. Um die aufgenommene Zinkmasse zu bestimmen, verwenden wir dieselbe Formel:

𝑤 = (m (in-va) · m (Lösung)) / 100 %,

aus dem wir das Unbekannte finden M Lösung:

m (Zn) = (w 100 %) / m (min.)

m (Zn) = (5 100) / 200 = 10 (g)

Das heißt, 200 g des für die Reaktion entnommenen Minerals enthalten 5 % Zink.

Aufgabe. Eine 150 g schwere Kupfererzprobe enthält einwertiges Kupfersulfid und Verunreinigungen, deren Massenanteil 15 % beträgt. Berechnen Sie die Masse an Kupfersulfid in der Probe.

Lösung Aufgaben sind auf zwei Arten möglich. Die erste besteht darin, die Masse der Verunreinigungen aus einer bekannten Konzentration zu ermitteln und sie von der Gesamtmenge abzuziehen M Erzprobe. Die zweite Möglichkeit besteht darin, den Massenanteil von reinem Sulfid zu ermitteln und daraus seine Masse zu berechnen. Lassen Sie es uns in beide Richtungen lösen.

• Methode I

Zuerst werden wir finden M Verunreinigungen in der Erzprobe. Dazu verwenden wir die bereits bekannte Formel:

𝑤 = (m (Verunreinigungen) m (Probe)) / 100 %,

m(Verunreinigung) = (w m (Probe)) 100 %, (A)

m(Verunreinigung) = (15 150) / 100 % = 22,5 (g).

Mithilfe der Differenz ermitteln wir nun die Sulfidmenge in der Probe:

150 - 22,5 = 127,5 g

• II-Methode

Zuerst finden wir w Verbindungen:

100 — 15 = 85%

Und jetzt verwenden wir dieselbe Formel wie in der ersten Methode (Formel A) und finden heraus M Kupfersulfid:

m(Cu2S) = (w m (Probe)) / 100 %,

m(Cu2S) = (85 150) / 100 % = 127,5 (g).

Antwort: die Masse an einwertigem Kupfersulfid in der Probe beträgt 127,5 g.

Video

Im Video erfahren Sie, wie Sie mit richtig rechnen chemische Formeln und wie man den Massenanteil ermittelt.

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Lösung bezeichnet man eine homogene Mischung aus zwei oder mehr Komponenten.

Die Stoffe, die zu einer Lösung vermischt werden, nennt man Komponenten.

Zu den Komponenten der Lösung gehören gelöster Stoff, das mehr als eins sein kann, und Lösungsmittel. Im Fall einer Lösung von Zucker in Wasser ist beispielsweise der Zucker der gelöste Stoff und das Wasser das Lösungsmittel.

Manchmal kann das Konzept des Lösungsmittels gleichermaßen auf jede der Komponenten angewendet werden. Dies gilt beispielsweise für solche Lösungen, die durch Mischen zweier oder mehrerer Flüssigkeiten entstehen, die idealerweise ineinander löslich sind. So können insbesondere in einer Lösung aus Alkohol und Wasser sowohl Alkohol als auch Wasser als Lösungsmittel bezeichnet werden. Bei wässrigen Lösungen wird das Lösungsmittel jedoch am häufigsten als Wasser bezeichnet, und der gelöste Stoff ist die zweite Komponente.

Als quantitatives Merkmal der Zusammensetzung einer Lösung wird am häufigsten der Begriff verwendet Massenanteil Stoffe in Lösung. Der Massenanteil eines Stoffes ist das Verhältnis der Masse dieses Stoffes zur Masse der Lösung, in der er enthalten ist:

Wo ω (in-va) – Massenanteil der in der Lösung enthaltenen Substanz (g), M(v-va) – Masse der in der Lösung enthaltenen Substanz (g), m(r-ra) – Masse der Lösung (g).

Aus Formel (1) folgt, dass der Massenanteil Werte von 0 bis 1 annehmen kann, also ein Bruchteil der Einheit ist. In diesem Zusammenhang kann der Massenanteil auch in Prozent (%) ausgedrückt werden und erscheint in diesem Format in fast allen Problemen. Der Massenanteil, ausgedrückt in Prozent, wird nach einer Formel ähnlich der Formel (1) berechnet, mit dem einzigen Unterschied, dass das Verhältnis der Masse des gelösten Stoffes zur Masse der gesamten Lösung mit 100 % multipliziert wird:

Für eine Lösung, die nur aus zwei Komponenten besteht, können der Massenanteil des gelösten Stoffes ω(s.v.) und der Massenanteil des Lösungsmittels ω(Lösungsmittel) entsprechend berechnet werden.

Der Massenanteil des gelösten Stoffes wird auch genannt Lösungskonzentration.

Für eine Zweikomponentenlösung ist ihre Masse die Summe der Massen des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels:

Auch bei einer Zweikomponentenlösung beträgt die Summe der Massenanteile des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels immer 100 %:

Es liegt auf der Hand, dass Sie neben den oben beschriebenen Formeln auch alle Formeln kennen sollten, die direkt mathematisch daraus abgeleitet werden. Zum Beispiel:

Man muss sich auch die Formel merken, die Masse, Volumen und Dichte eines Stoffes verbindet:

m = ρ∙V

Außerdem müssen Sie wissen, dass die Dichte von Wasser 1 g/ml beträgt. Aus diesem Grund ist das Wasservolumen in Millilitern numerisch gleich der Wassermasse in Gramm. Beispielsweise haben 10 ml Wasser eine Masse von 10 g, 200 ml - 200 g usw.

Um Probleme erfolgreich zu lösen, ist es neben der Kenntnis der oben genannten Formeln äußerst wichtig, die Fähigkeiten ihrer Anwendung zur Automatisierung zu bringen. Dies kann nur durch eine Lösung erreicht werden große Menge mehrere Aufgaben. Probleme aus realen Einheitlichen Staatsexamen zum Thema „Berechnungen unter Verwendung des Konzepts „Massenanteil eines Stoffes in Lösung““ können gelöst werden.

Beispiele für Probleme mit Lösungen

Beispiel 1

Berechnen Sie den Massenanteil von Kaliumnitrat in einer Lösung, die durch Mischen von 5 g Salz und 20 g Wasser erhalten wird.

Lösung:

Der gelöste Stoff ist in unserem Fall Kaliumnitrat und das Lösungsmittel ist Wasser. Daher können die Formeln (2) und (3) jeweils wie folgt geschrieben werden:

Aus der Bedingung m(KNO 3) = 5 g und m(H 2 O) = 20 g, also:

Beispiel 2

Welche Wassermasse muss zu 20 g Glucose hinzugefügt werden, um eine 10 %ige Glucoselösung zu erhalten?

Lösung:

Aus den Bedingungen des Problems folgt, dass der gelöste Stoff Glucose und das Lösungsmittel Wasser ist. Dann lässt sich Formel (4) in unserem Fall wie folgt schreiben:

Aus der Bedingung kennen wir den Massenanteil (Konzentration) der Glukose und die Masse der Glukose selbst. Nachdem wir die Wassermasse mit x g bezeichnet haben, können wir auf der Grundlage der obigen Formel die folgende dazu äquivalente Gleichung schreiben:

Wenn wir diese Gleichung lösen, finden wir x:

diese. m(H 2 O) = x g = 180 g

Antwort: m(H 2 O) = 180 g

Beispiel 3

150 g einer 15 %igen Natriumchloridlösung wurden mit 100 g einer 20 %igen Lösung desselben Salzes gemischt. Wie groß ist der Massenanteil an Salz in der resultierenden Lösung? Bitte geben Sie Ihre Antwort auf die nächste ganze Zahl an.

Lösung:

Um Probleme zur Vorbereitung von Lösungen zu lösen, ist es praktisch, die folgende Tabelle zu verwenden:

	1. Lösung	2. Lösung	3. Lösung
m r.v.
m Lösung
ω r.v.

wo m r.v. , m Lösung und ω r.v. - Werte der Masse des gelösten Stoffes, der Masse der Lösung bzw. des Massenanteils des gelösten Stoffes, individuell für jede der Lösungen.

Aus der Bedingung wissen wir Folgendes:

m (1) Lösung = 150 g,

ω (1) r.v. = 15 %,

m (2) Lösung = 100 g,

ω (1) r.v. = 20 %,

Fügen wir alle diese Werte in die Tabelle ein, wir erhalten:

Wir sollten uns die folgenden Formeln merken, die für Berechnungen notwendig sind:

ω r.v. = 100 % ∙ m r.v. /m Lösung, m r.v. = m Lösung ∙ ω Lösung /100 % , m Lösung = 100 % ∙ m Lösung /ω r.v.

Beginnen wir mit dem Ausfüllen der Tabelle.

Fehlt in einer Zeile oder Spalte nur ein Wert, kann dieser gezählt werden. Die Ausnahme bildet die Linie mit ω r.v. Da man die Werte in zwei seiner Zellen kennt, kann der Wert in der dritten nicht berechnet werden.

Nur in einer Zelle in der ersten Spalte fehlt ein Wert. So können wir es berechnen:

m (1) r.v. = m (1) Lösung ∙ ω (1) Lösung /100 % = 150 g ∙ 15 %/100 % = 22,5 g

Ebenso kennen wir die Werte in zwei Zellen der zweiten Spalte, was bedeutet:

m (2) r.v. = m (2) Lösung ∙ ω (2) Lösung /100 % = 100 g ∙ 20 %/100 % = 20 g

Tragen wir die berechneten Werte in die Tabelle ein:

Jetzt kennen wir zwei Werte in der ersten Zeile und zwei Werte in der zweiten Zeile. Dies bedeutet, dass wir die fehlenden Werte (m (3)r.v. und m (3)r-ra) berechnen können:

m (3)r.v. = m (1)r.v. + m (2)r.v. = 22,5 g + 20 g = 42,5 g

m (3) Lösung = m (1) Lösung + m (2) Lösung = 150 g + 100 g = 250 g.

Tragen wir die berechneten Werte in die Tabelle ein, wir erhalten:

Jetzt sind wir der Berechnung des gewünschten Wertes ω (3)r.v nahe gekommen. . In der Spalte, in der es sich befindet, ist der Inhalt der anderen beiden Zellen bekannt, sodass wir ihn berechnen können:

ω (3)r.v. = 100 % ∙ m (3)r.v. /m (3) Lösung = 100 % ∙ 42,5 g/250 g = 17 %

Beispiel 4

50 ml Wasser wurden zu 200 g 15 %iger Natriumchloridlösung gegeben. Wie groß ist der Massenanteil an Salz in der resultierenden Lösung? Bitte geben Sie Ihre Antwort auf das nächste Hundertstel von _______ % an.

Lösung:

Zunächst sollten wir darauf achten, dass wir statt der Masse des hinzugefügten Wassers dessen Volumen angeben. Berechnen wir seine Masse, wobei wir wissen, dass die Dichte von Wasser 1 g/ml beträgt:

m Durchwahl (H 2 O) = V ext. (H 2 O) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 g/ml = 50 g

Wenn wir Wasser als eine 0 %ige Natriumchloridlösung betrachten, die 0 g Natriumchlorid enthält, kann das Problem mithilfe derselben Tabelle wie im obigen Beispiel gelöst werden. Zeichnen wir eine Tabelle wie diese und fügen wir die uns bekannten Werte ein:

In der ersten Spalte sind zwei Werte bekannt, sodass wir den dritten berechnen können:

m (1)r.v. = m (1)r-ra ∙ ω (1)r.v. /100 % = 200 g ∙ 15 %/100 % = 30 g,

In der zweiten Zeile sind auch zwei Werte bekannt, sodass wir den dritten berechnen können:

m (3) Lösung = m (1) Lösung + m (2) Lösung = 200 g + 50 g = 250 g,

Tragen wir die berechneten Werte in die entsprechenden Zellen ein:

Nun sind zwei Werte in der ersten Zeile bekannt geworden, sodass wir den Wert von m (3)r.v berechnen können. in der dritten Zelle:

m (3)r.v. = m (1)r.v. + m (2)r.v. = 30 g + 0 g = 30 g

ω (3)r.v. = 30/250 ∙ 100 % = 12 %.