База знаний для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ, проверенная Российской академией наук

Расчёты массовой доли (массы) химического соединения в смеси

Расчёты ма́ссовой до́ли (массы) хими́ческого соедине́ния в сме́си — вычисление массовой доли компонента как отношения его массы к массе смеси.

Необходимые теоретические сведения для решения задачи

Массовая доля

Массовая доля
определение Массовая доля компонента — отношение массы данного компонента к сумме масс всех компонентов[1].
обозначение — по рекомендациям ИЮПАК.

— чаще в русскоязычной литературе.

В технической литературе:

— для массовой доли жидкой смеси

— для массовой доли газовой смеси

единицы измерения доли,

%масс (для выражения в %масс следует умножить указанное выражение на 100 %)

формула где:
  • ωB — массовая доля компонента B
  • mB — масса компонента B;
  •  — общая масса всех компонентов смеси.

В бинарных растворах часто существует однозначная (функциональная) зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре)[2]. Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра). Некоторые ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора (спирта, жира в молоке, сахара). Следует учитывать, что для некоторых веществ кривая плотности раствора имеет максимум, в этом случае проводят два измерения: непосредственное, и при небольшом разбавлении раствора.

Часто для выражения концентрации (например, серной кислоты в электролите аккумуляторных батарей) пользуются просто их плотностью. Распространены ареометры (денсиметры, плотномеры), предназначенные для определения концентрации растворов веществ[3].

Объёмная доля

Объёмная доля
определение Объёмная доля — отношение объёма компонента к сумме объёмов компонентов до смешивания.
обозначение
единицы измерения доли единицы,

%об (ИЮПАК не рекомендует добавлять дополнительные метки после знака %)

формула
,

где:

  •  — объёмная доля компонента B,
  • VB — объём компонента B;
  •  — сумма объёмов всех компонентов до смешивания.

При смешивании жидкостей их суммарный объём может уменьшаться, поэтому не следует заменять сумму объёмов компонентов на объём смеси.

Пример решения задачи

Сделать расчёт массовых долей Cu и Fe, если при воздействии на 20 грамм их смеси избытком HCl образовалось 5,6 литров H2 (при н. у.).

В этом случае соляная кислота реагирует только с железом. По известному объёму выделившегося водорода можно найти массу железа, а затем и долю его в смеси.

  • рассчитать количество H2:
n =V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль
  • из уравнения Fe + 2HCl = FeCl2 + H2, количество Fe тоже 0,25 моль. Тогда его масса: mFe = 0,25·56 = 14 г
  • сделать расчёт массовых долей компонентов смеси:

ωFe = mFe/mсмеси = 14 / 20 ·100% = 70%, ωCu = 100% - 70% = 30%

Ответ: в смеси 70% Fe и 30% Cu

Заключение

Расчёты массовой доли (массы) химического соединения в смеси важны для определения состава смесей, химического производства, приготовления заданных смесей, а также в экологических исследованиях.

Примечания

  1. Массовая ⭐️ доля в химии: что это такое, как найти концентрацию, формула, единицы измерения (англ.). wika.tutoronline.ru. Дата обращения: 1 апреля 2025.
  2. Infourok. Презентация "Способы выражения концентрации растворов" (рус.). Инфоурок. Дата обращения: 1 апреля 2025.
  3. Мамонтов В. В. Растворы. Дата обращения: 1 апреля 2025.

Литература

Категории

© Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».
Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».