Berapakah fraksi massa unsur tersebut. Perhitungan fraksi massa suatu unsur kimia dalam suatu zat

Kimia jelas merupakan ilmu yang menarik. Terlepas dari segala kerumitannya, hal ini memungkinkan kita untuk lebih memahami sifat dunia di sekitar kita. Dan terlebih lagi, setidaknya pengetahuan dasar dalam mata pelajaran ini akan sangat membantu Kehidupan sehari-hari. Misalnya menentukan fraksi massa suatu zat dalam sistem multikomponen, yaitu perbandingan massa suatu komponen terhadap massa total seluruh campuran.

Diperlukan:

- Kalkulator;
— timbangan (jika pertama-tama Anda perlu menentukan massa semua komponen campuran);
— Tabel periodik unsur Mendeleev.

Petunjuk:

Jadi, penting bagi Anda untuk menentukannya fraksi massa zat. Di mana memulainya? Pertama-tama, ini tergantung pada tugas spesifik dan alat yang tersedia untuk pekerjaan itu. Namun bagaimanapun juga, untuk menentukan kandungan suatu komponen dalam suatu campuran, Anda perlu mengetahui massanya dan massa total campuran tersebut. Hal ini dapat dilakukan berdasarkan data yang diketahui atau berdasarkan penelitian Anda sendiri. Untuk melakukan ini, Anda perlu menimbang komponen tambahan pada skala laboratorium. Setelah adonan siap, timbang juga.
Tuliskan massa zat yang diperlukan sebagai “ M«, massa total letakkan sistem di bawah penunjukan “ M". Dalam hal ini, rumus fraksi massa suatu zat akan berbentuk sebagai berikut: L=(m/M)*100. Hasil yang diperoleh dicatat sebagai persentase.
Contoh: hitung fraksi massa 15 gram garam meja yang dilarutkan dalam 115 g air. Larutan: massa total larutan ditentukan oleh rumus M=m hingga +m C, Di mana saya masuk- massa air, m c- massa garam meja. Dari perhitungan sederhana dapat ditentukan massa total larutan tersebut 130 gram. Dengan menggunakan rumus penentuan di atas, kita mengetahui bahwa kandungan garam meja dalam larutan akan sama dengan P=(15/130)*100=12%.
Situasi yang lebih khusus adalah kebutuhan untuk menentukan fraksi massa unsur kimia dalam materi . Ini didefinisikan dengan cara yang persis sama. Prinsip utama penghitungannya akan tetap sama, hanya saja alih-alih massa campuran dan komponen spesifiknya, Anda harus berurusan dengan massa molekul unsur kimia.
Semua informasi yang diperlukan dapat ditemukan di tabel periodik Mendeleev. Uraikan rumus kimia suatu zat menjadi komponen-komponen utamanya. Dengan menggunakan tabel periodik, tentukan massa setiap unsur. Jika dijumlahkan, Anda mendapatkan berat molekul substansi Anda ( M). Mirip dengan kasus sebelumnya, fraksi massa suatu zat, atau lebih tepatnya suatu unsur, akan ditentukan oleh rasio massanya terhadap massa molekul. Rumusnya akan mengambil bentuk berikut W=(m a /M)*100. Di mana M A- massa atom suatu unsur, M- berat molekul zat.
Mari kita lihat kasus ini dengan menggunakan contoh spesifik. Contoh: tentukan fraksi massa kalium dalam kalium. Kalium adalah kalium karbonat. Rumusnya K2CO3. Massa atom kalium - 39 , karbon - 12 , oksigen - 16 . Berat molekul karbonat akan ditentukan sebagai berikut - M = 2m K +m C +2m O = 2*39+12+2*16 = 122. Molekul kalium karbonat mengandung dua atom kalium dengan massa atom sama 39 . Fraksi massa kalium dalam suatu zat akan ditentukan oleh rumus P = (2m K /M)*100 = (2*39/122)*100 = 63,93%.

Fraksi massa adalah salah satu parameter penting yang secara aktif digunakan untuk perhitungan dan tidak hanya dalam kimia. Persiapan sirup dan air garam, perhitungan pemberian pupuk pada area untuk tanaman tertentu, persiapan dan tujuannya obat. Semua perhitungan ini memerlukan fraksi massa. Rumus untuk menemukannya akan diberikan di bawah ini.

Dalam kimia dihitung:

untuk komponen campuran, larutan;
untuk komponen suatu senyawa (unsur kimia);
untuk pengotor pada zat murni.

Suatu larutan juga merupakan campuran, hanya saja homogen.

Fraksi massa adalah perbandingan massa suatu komponen suatu campuran (zat) terhadap seluruh massanya. Dinyatakan dalam angka biasa atau persentase.

Rumus mencarinya adalah:

𝑤 = (m (komponen) · m (campuran, bahan)) / 100% .

Fraksi massa suatu unsur kimia dalam suatu zat adalah perbandingan massa atom suatu unsur kimia dikalikan jumlah atomnya dalam senyawa tersebut dengan massa molekul zat tersebut.

Misalnya untuk menentukan w oksigen (oksigen) dalam molekul karbon dioksida CO2, cari dulu berat molekul seluruh senyawanya. Itu adalah 44. Molekulnya mengandung 2 atom oksigen. Cara w oksigen dihitung sebagai berikut:

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

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

Dengan cara serupa dalam kimia mereka mendefinisikan, misalnya, w air dalam kristal hidrat - senyawa kompleks dengan air. Dalam bentuk ini di alam banyak zat ditemukan dalam mineral.

Misalnya saja rumusnya tembaga sulfat CuSO4 5H2O. Untuk menentukan w air dalam hidrat kristal ini, Anda perlu menggantinya dengan rumus yang sudah diketahui, masing-masing, Tn air (dalam pembilang) dan total M kristal hidrat (dalam penyebut). Tn air - 18, dan total kristal hidrat - 250.

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

Menemukan fraksi massa suatu zat dalam campuran dan larutan

Fraksi massa senyawa kimia dalam suatu campuran atau larutan ditentukan dengan rumus yang sama, hanya pembilangnya adalah massa zat dalam larutan (campuran), dan penyebutnya adalah massa seluruh larutan (campuran):

𝑤 = (m (dalam-va) · m (larutan)) / 100% .

Tolong dicatat bahwa konsentrasi massa adalah perbandingan massa suatu zat dengan massanya solusi keseluruhan, dan bukan hanya pelarut.

Misalnya, larutkan 10 g garam meja dalam 200 g air. Anda perlu mencari persentase konsentrasi garam dalam larutan yang dihasilkan.

Untuk menentukan konsentrasi garam kita perlu M larutan. Jumlahnya adalah:

m (larutan) = m (garam) + m (air) = 10 + 200 = 210 (g).

Temukan fraksi massa garam dalam larutan:

𝑤 = (10 210) / 100% = 4,76%

Jadi konsentrasi garam meja dalam larutan adalah 4,76%.

Jika kondisi tugas tidak menyediakan M, dan volume larutan, maka harus diubah menjadi massa. Ini biasanya dilakukan melalui rumus untuk mencari massa jenis:

dimana m adalah massa suatu zat (larutan, campuran), dan V adalah volumenya.

Konsentrasi ini paling sering digunakan. Inilah yang dimaksud (jika tidak ada petunjuk tersendiri) ketika menulis tentang persentase zat dalam larutan dan campuran.

Masalah sering kali disebabkan oleh konsentrasi pengotor suatu zat atau suatu zat dalam mineralnya. Perlu diketahui bahwa konsentrasi (fraksi massa) suatu senyawa murni akan ditentukan dengan mengurangkan fraksi pengotor dari 100%.

Misalnya, jika dikatakan besi diperoleh dari suatu mineral, dan persentase pengotornya adalah 80%, maka besi murni dalam mineral 100 - 80 = 20%.

Oleh karena itu, jika tertulis bahwa suatu mineral hanya mengandung 20% zat besi, maka tepat 20% tersebut akan ikut serta dalam semua reaksi kimia dan produksi kimia.

Misalnya, untuk reaksi dengan asam klorida, kami mengambil 200 g mineral alami yang kandungan sengnya 5%. Untuk menentukan massa seng yang diambil, kami menggunakan rumus yang sama:

𝑤 = (m (dalam-va) m (larutan)) / 100%,

dari mana kita menemukan hal yang tidak diketahui M larutan:

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

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

Artinya, 200 g mineral yang diambil untuk reaksi mengandung 5% seng.

Tugas. Sampel bijih tembaga seberat 150 g mengandung tembaga sulfida monovalen dan pengotor, fraksi massanya adalah 15%. Hitung massa tembaga sulfida dalam sampel.

Larutan tugas dimungkinkan dalam dua cara. Yang pertama adalah mencari massa pengotor dari konsentrasi yang diketahui dan menguranginya dari total M sampel bijih. Cara kedua adalah mencari fraksi massa sulfida murni dan menggunakannya untuk menghitung massanya. Mari kita selesaikan kedua cara tersebut.

Metode I

Pertama kita akan menemukannya M kotoran dalam sampel bijih. Untuk ini kita sudah akan menggunakan rumus terkenal:

𝑤 = (m (pengotor) m (sampel)) / 100%,

m(pengotor) = (w m (sampel)) 100%, (A)

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

Sekarang, dengan menggunakan selisihnya, kita mencari jumlah sulfida dalam sampel:

150 - 22,5 = 127,5 gram

metode II

Pertama kita temukan w koneksi:

100 — 15 = 85%

Dan sekarang dengan menggunakannya, menggunakan rumus yang sama seperti pada metode pertama (rumus A), kita temukan M tembaga sulfida:

m(Cu2S) = (wm (sampel)) / 100%,

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

Menjawab: massa tembaga sulfida monovalen dalam sampel adalah 127,5 g.

Video

Dari video tersebut Anda akan belajar cara menghitung rumus kimia dengan benar dan cara mencari fraksi massa.

Tidak mendapatkan jawaban atas pertanyaan Anda? Sarankan topik kepada penulis.

instruksi

Fraksi massa suatu zat ditentukan dengan rumus: w = m(in)/m(cm), dengan w adalah fraksi massa zat, m(in) adalah massa zat, m(cm) adalah massa campuran. Jika dilarutkan maka tampilannya seperti ini: w = m(dalam)/m(larutan), dimana m(larutan) adalah massa larutan. Jika perlu, massa larutan juga dapat dicari: m(larutan) = m(dalam) + m(larutan), dengan m(larutan) adalah massa pelarut. Jika diinginkan, fraksi massa dapat dikalikan dengan 100%.

Jika rumusan masalah tidak memberikan nilai massa, maka dapat dihitung dengan menggunakan beberapa rumus; nilai yang diberikan dalam rumusan akan membantu Anda memilih nilai yang tepat. Rumus pertama: m = V*p, dimana m adalah massa, V adalah volume, p adalah massa jenis. Rumus berikut terlihat seperti ini: m = n*M, dimana m adalah massa, n adalah jumlah zat, M adalah massa molar. Massa molar, pada gilirannya, terdiri dari massa atom unsur-unsur penyusun suatu zat.

Untuk pemahaman yang lebih baik dari bahan ini mari kita selesaikan masalahnya. Campuran serbuk tembaga dan magnesium seberat 1,5 g diolah secara berlebihan. Sebagai hasil reaksi, volume hidrogen adalah 0,56 l(). Hitung fraksi massa tembaga dalam campuran.
Dalam soal ini, kami menuliskan persamaannya. Dari dua zat yang berlebih dari asam klorida magnesium saja: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2. Untuk mencari fraksi massa tembaga dalam campuran, Anda perlu mengganti nilainya ke dalam rumus berikut: w(Cu) = m(Cu)/m(cm). Diketahui massa campuran, carilah massa tembaga: m(Cu) = m(cm) – m(Mg). Kita mencari massa: m(Mg) = n(Mg)*M(Mg). Persamaan reaksi akan membantu Anda menemukan jumlah magnesium. Kita mencari jumlah zat hidrogen: n = V/Vm = 0,56/22,4 = 0,025 mol. Persamaan menunjukkan bahwa n(H2) = n(Mg) = 0,025 mol. Kita menghitung massa magnesium, mengetahui bahwa molarnya adalah 24 g/mol: m(Mg) = 0,025*24 = 0,6 g. Hitunglah massa tembaga: m(Cu) = 1,5 – 0,6 = 0,9 g fraksi massa: w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 atau 60%.

Video tentang topik tersebut

catatan

Fraksi massa tidak boleh lebih besar dari satu atau, jika dinyatakan dalam persentase, lebih besar dari 100%.

Sumber:

"Manual Kimia", G.P. Khomchenko, 2005.
Perhitungan pangsa penjualan menurut wilayah

Fraksi massa menunjukkan, sebagai persentase atau pecahan, kandungan suatu zat dalam larutan atau suatu unsur dalam komposisi suatu zat. Kemampuan menghitung fraksi massa berguna tidak hanya dalam pelajaran kimia, tetapi juga ketika ingin menyiapkan suatu larutan atau campuran, misalnya untuk keperluan kuliner. Atau berubah persentase, dalam komposisi yang sudah Anda miliki.

instruksi

Misalnya, Anda membutuhkan setidaknya 15 meter kubik untuk musim dingin. meter kayu bakar birch.
Carilah kepadatan kayu bakar birch di buku referensi. Ini adalah: 650kg/m3.
Hitung massa dengan mensubstitusikan nilainya ke dalam rumus berat jenis yang sama.

m = 650*15 = 9750 (kg)

Kini, berdasarkan daya dukung dan daya tampung bodi, Anda bisa menentukan jenis kendaraan dan jumlah perjalanan.

Video tentang topik tersebut

catatan

Orang lanjut usia lebih akrab dengan konsep berat jenis. Massa jenis suatu zat sama dengan berat jenis.

Fraksi massa suatu zat menunjukkan kandungannya dalam struktur yang lebih kompleks, misalnya dalam paduan atau campuran. Jika massa total suatu campuran atau paduan diketahui, maka dengan mengetahui fraksi massa zat penyusunnya, massanya dapat diketahui. Anda dapat mengetahui fraksi massa suatu zat dengan mengetahui massanya dan massa seluruh campuran. Nilai ini dapat dinyatakan dalam pecahan atau persentase.

Anda akan perlu

timbangan;
tabel periodik unsur kimia;
Kalkulator.

instruksi

Tentukan fraksi massa zat yang ada dalam campuran melalui massa campuran dan zat itu sendiri. Untuk melakukan ini, gunakan skala untuk menentukan massa yang menyusun campuran atau. Lalu lipat. Ambil massa yang dihasilkan sebagai 100%. Untuk mencari fraksi massa suatu zat dalam suatu campuran, bagi massanya m dengan massa campuran M, dan kalikan hasilnya dengan 100% (ω%=(m/M)∙100%). Misalnya 20 g garam meja dilarutkan dalam 140 g air. Untuk mencari fraksi massa garam, jumlahkan massa kedua zat tersebut M = 140 + 20 = 160 g. Kemudian carilah fraksi massa zat ω% = (20/160)∙100% = 12,5%.

Jika Anda perlu mencari fraksi massa suatu unsur dalam suatu zat dengan rumus yang diketahui, gunakan tabel periodik unsur. Dengan menggunakannya, temukan massa atom unsur-unsur yang ada di dalam zat tersebut. Jika ada satu dalam rumus lebih dari satu kali, kalikan massa atom dengan nomor ini dan jumlahkan hasilnya. Ini akan menjadi berat molekul zat tersebut. Untuk mencari fraksi massa suatu unsur dalam suatu zat, bagi nomor massanya dalam rumus kimia tertentu M0 dengan massa molekul suatu zat M. Kalikan hasilnya dengan 100% (ω%=(M0/M)∙100 %).

Misalnya, menentukan fraksi massa unsur kimia dalam tembaga sulfat. Tembaga (tembaga II sulfat), memiliki rumus kimia CuSO4. Massa atom unsur-unsur yang termasuk dalam komposisinya sama dengan Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, nomor massa unsur-unsur tersebut akan sama dengan M0(Cu)=64 , M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, dengan memperhatikan bahwa molekul tersebut mengandung 4 atom. Hitung massa molekul zat, sama dengan jumlah nomor massa zat penyusun molekul 64+32+64=160. Tentukan fraksi massa tembaga (Cu) dalam komposisi tembaga sulfat (ω%=(64/160)∙100%)=40%. Dengan menggunakan prinsip yang sama, seseorang dapat menentukan fraksi massa semua unsur dalam zat ini. Fraksi massa belerang (S) ω%=(32/160)∙100%=20%, oksigen (O) ω%=(64/160)∙100%=40%. Perlu diketahui bahwa jumlah seluruh fraksi massa suatu zat harus 100%.

Mengetahui rumus kimianya, Anda dapat menghitung fraksi massa unsur kimia dalam suatu zat. unsur dalam zat dilambangkan dalam bahasa Yunani. huruf “omega” - ω E/V dan dihitung menggunakan rumus:

di mana k adalah jumlah atom unsur tertentu dalam molekul.

Berapa fraksi massa hidrogen dan oksigen dalam air (H 2 O)?

Larutan:

M r (H 2 O) = 2*A r (H) + 1*A r (O) = 2*1 + 1* 16 = 18

2) Hitung fraksi massa hidrogen dalam air:

3) Hitung fraksi massa oksigen dalam air. Karena air hanya mengandung atom dari dua unsur kimia, fraksi massa oksigen akan sama dengan:

Beras. 1. Rumusan solusi masalah 1

Hitung fraksi massa unsur-unsur dalam zat H 3 PO 4.

1) Hitung massa molekul relatif suatu zat:

M r (H 3 PO 4) = 3*A r (N) + 1*A r (P) + 4*A r (O) = 3*1 + 1* 31 +4*16 = 98

2) Hitung fraksi massa hidrogen dalam suatu zat:

3) Hitung fraksi massa fosfor dalam zat:

4) Hitung fraksi massa oksigen dalam zat:

1. Kumpulan soal dan latihan kimia: kelas 8: ke buku teks karya P.A. Orzhekovsky dan lainnya. "Kimia, kelas 8" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Buku kerja kimia: kelas 8: ke buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lainnya. kelas 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; di bawah. ed. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (hlm. 34-36)

3. Kimia: kelas 8: buku teks. untuk pendidikan umum institusi / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§15)

4. Ensiklopedia untuk anak-anak. Jilid 17. Kimia / Bab. ed.V.A. Volodin, Ved. ilmiah ed. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

1. Kumpulan sumber daya pendidikan digital terpadu ().

2. Versi elektronik jurnal “Chemistry and Life” ().

4. Video pelajaran dengan topik “Fraksi massa suatu unsur kimia dalam suatu zat” ().

Pekerjaan rumah

1. hal.78 No.2 dari buku teks “Kimia: kelas 8” (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005).

2. Dengan. 34-36 No.3.5 dari Buku Kerja Kimia: kelas 8: ke buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lainnya. kelas 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; di bawah. ed. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

Sejak abad ke-17 kimia tidak lagi menjadi ilmu deskriptif. Ilmuwan kimia mulai banyak menggunakan pengukuran materi. Desain timbangan yang memungkinkan penentuan massa sampel semakin ditingkatkan. Untuk zat gas, selain massa, volume dan tekanan juga diukur. Penggunaan pengukuran kuantitatif memungkinkan untuk memahami esensi transformasi kimia dan menentukan komposisi zat kompleks.

Seperti yang telah Anda ketahui, suatu zat kompleks mengandung dua atau lebih unsur kimia. Jelaslah bahwa massa semua materi tersusun dari massa unsur-unsur penyusunnya. Artinya, setiap unsur menyumbang bagian tertentu dari massa suatu zat.

Fraksi massa suatu unsur adalah perbandingan massa suatu unsur dalam suatu zat kompleks dengan massa seluruh zat, dinyatakan dalam pecahan satuan (atau persentase):

Fraksi massa suatu unsur dalam suatu senyawa ditunjukkan dengan huruf kecil latin w(“double-ve”) dan menunjukkan bagian (bagian massa) yang dapat diatribusikan pada suatu unsur tertentu dalam massa total suatu zat. Nilai ini dapat dinyatakan dalam pecahan satuan atau persentase. Tentu saja, fraksi massa suatu unsur dalam zat kompleks selalu kurang dari satu (atau kurang dari 100%). Bagaimanapun, sebagian dari keseluruhan selalu lebih kecil dari keseluruhan, seperti halnya sepotong jeruk lebih kecil dari keseluruhan jeruk.

Misalnya, merkuri oksida mengandung dua unsur - merkuri dan oksigen. Ketika 50 g zat ini dipanaskan, diperoleh 46,3 g merkuri dan 3,7 g oksigen (Gbr. 57). Mari kita hitung fraksi massa merkuri dalam zat kompleks:

Fraksi massa oksigen dalam zat ini dapat dihitung dengan dua cara. Menurut definisi, fraksi massa oksigen dalam merkuri oksida sama dengan rasio massa oksigen terhadap massa oksida:

Mengetahui bahwa jumlah fraksi massa unsur-unsur dalam suatu zat sama dengan satu (100%), fraksi massa oksigen dapat dihitung dari selisihnya:

w(O) = 1 – 0,926 = 0,074,

w(O) = 100% – 92,6% = 7,4%.

Untuk mencari fraksi massa suatu unsur dengan menggunakan metode yang diusulkan, perlu dilakukan percobaan kimia yang kompleks dan memakan waktu untuk menentukan massa setiap unsur. Jika rumus zat kompleks diketahui, maka masalah yang sama dapat diselesaikan dengan lebih mudah.

Untuk menghitung fraksi massa suatu unsur, Anda perlu mengalikan massa atom relatifnya dengan jumlah atom ( N) suatu unsur tertentu dalam rumus dan dibagi dengan berat molekul relatif zat tersebut:

Misalnya untuk air (Gbr. 58):

Tn(H 2 O) = 1 2 + 16 = 18,

Tugas 1.Hitung fraksi massa unsur-unsur dalam amonia, rumusnya adalah sebagai berikut NH3 .

Diberikan:

zat amonia NH 3.

Menemukan:

w(N), w(H).

Larutan

1) Hitung berat molekul relatif amonia:

Tn(NH3) = Sebuah r(T)+3 Sebuah r(H) = 14 + 3 1 = 17.

2) Temukan fraksi massa nitrogen dalam zat:

3) Mari kita hitung fraksi massa hidrogen dalam amonia:

w(H) = 1 – w(N) = 1 – 0,8235 = 0,1765 atau 17,65%.

Menjawab. w(N) = 82,35%, w(H) = 17,65%.

Tugas 2.Hitung fraksi massa unsur-unsur dalam asam sulfat yang mempunyai rumus H2SO4 .

Diberikan:

asam sulfat H 2 SO 4.

Menemukan:

w(H), w(S), w(HAI).

Larutan

1) Hitung berat molekul relatif asam sulfat:

Tn(H2SO4) = 2 Sebuah r(H)+ Sebuah r(S)+4 Sebuah r(O) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.

2) Temukan fraksi massa hidrogen dalam zat:

3) Hitung fraksi massa belerang dalam asam sulfat:

4. Hitung fraksi massa oksigen dalam suatu zat:

w(HAI) = 1 – ( w(H)+ w(S)) = 1 – (0,0204 + 0,3265) = 0,6531 atau 65,31%.

Menjawab. w(H) = 2,04%, w(S) = 32,65%, w(O) = 65,31%.

Lebih sering, ahli kimia harus memecahkan masalah kebalikannya: menggunakan fraksi massa unsur untuk menentukan rumus zat kompleks. Mari kita ilustrasikan bagaimana masalah-masalah tersebut diselesaikan dengan satu contoh sejarah.

Dari mineral alami - tenorit dan kuprit - dua senyawa tembaga dengan oksigen (oksida) diisolasi. Mereka berbeda satu sama lain dalam warna dan fraksi massa unsur. Dalam oksida hitam, fraksi massa tembaga adalah 80%, dan fraksi massa oksigen adalah 20%. Dalam oksida tembaga merah, fraksi massa unsur masing-masing adalah 88,9% dan 11,1%. Apa rumus zat kompleks tersebut? Mari kita lakukan beberapa perhitungan matematis sederhana.

Contoh 1. Perhitungan rumus kimia oksida tembaga hitam ( w(Cu) = 0,8 dan w(O) = 0,2).

x, kamu– berdasarkan jumlah atom unsur kimia dalam komposisinya: Cu X HAI kamu.

2) Perbandingan indeks sama dengan perbandingan hasil bagi fraksi massa suatu unsur dalam senyawa dibagi massa atom relatif unsur tersebut:

3) Hubungan yang dihasilkan harus direduksi menjadi rasio bilangan bulat: indeks dalam rumus yang menunjukkan jumlah atom tidak boleh berupa pecahan. Untuk melakukan ini, bagilah angka-angka yang dihasilkan dengan angka-angka yang lebih kecil (yaitu apa saja):

Rumus yang dihasilkan adalah CuO.

Contoh 2. Perhitungan rumus oksida tembaga merah menggunakan fraksi massa yang diketahui w(Cu) = 88,9% dan w(HAI) = 11,1%.

Diberikan:

w(Cu) = 88,9% atau 0,889,

w(O) = 11,1%, atau 0,111.

Menemukan:

Larutan

1) Mari kita nyatakan rumus Cu oksida X HAI kamu.

2) Temukan rasio indeks X Dan kamu:

3) Mari kita nyatakan perbandingan indeks dengan perbandingan bilangan bulat:

Menjawab. Rumus senyawanya adalah Cu 2 O.

Sekarang mari kita mempersulit tugas ini sedikit.

Tugas 3.Berdasarkan analisis unsur, komposisi garam pahit terkalsinasi yang digunakan oleh para alkemis sebagai pencahar adalah sebagai berikut: fraksi massa magnesium - 20,0%, fraksi massa belerang - 26,7%, fraksi massa oksigen - 53,3%.

Diberikan:

w(Mg) = 20,0%, atau 0,2,

w(S) = 26,7%, atau 0,267,

w(O) = 53,3% atau 0,533.

Menemukan:

Larutan

1) Mari kita nyatakan rumus suatu zat menggunakan indeks x, kamu, z: Mg X S kamu HAI z.

2) Temukan rasio indeks:

3) Tentukan nilai indeks x, kamu, z:

Menjawab. Rumus zatnya adalah MgSO4.

1. Berapa fraksi massa suatu unsur dalam zat kompleks? Bagaimana nilai ini dihitung?

2. Hitung fraksi massa unsur-unsur dalam zat: a) karbon dioksida CO 2 ;
b) kalsium sulfida CaS; c) natrium nitrat NaNO 3; d) aluminium oksida Al 2 O 3.

3. Pupuk nitrogen manakah yang mengandung fraksi massa terbesar unsur hara nitrogen: a) amonium klorida NH 4 Cl; b) amonium sulfat (NH 4) 2 SO 4; c) urea (NH 2) 2 CO?

4. Dalam mineral pirit, terdapat 8 g belerang per 7 g besi. Hitung fraksi massa setiap unsur dalam zat ini dan tentukan rumusnya.

5. Fraksi massa nitrogen dalam salah satu oksidanya adalah 30,43%, dan fraksi massa oksigen adalah 69,57%. Tentukan rumus oksidanya.

6. Pada Abad Pertengahan, zat yang disebut kalium diisolasi dari abu api dan digunakan untuk membuat sabun. Fraksi massa unsur dalam zat ini: kalium - 56,6%, karbon - 8,7%, oksigen - 34,7%. Tentukan rumus kalium.

§ 5.1 Reaksi kimia. Persamaan Reaksi Kimia

Reaksi kimia adalah transformasi suatu zat menjadi zat lain. Namun, definisi seperti itu memerlukan satu tambahan yang signifikan. DI DALAM reaktor nuklir atau dalam akselerator, beberapa zat juga diubah menjadi zat lain, tetapi transformasi seperti itu tidak disebut kimia. Ada apa disini? Reaksi nuklir terjadi di reaktor nuklir. Mereka terdiri dari fakta bahwa inti unsur, ketika bertabrakan dengan partikel berenergi tinggi (dapat berupa neutron, proton, dan inti unsur lain), dipecah menjadi fragmen, yang merupakan inti unsur lain. Fusi inti satu sama lain juga dimungkinkan. Inti baru ini kemudian memperoleh elektron darinya lingkungan dan dengan demikian pembentukan dua atau lebih zat baru selesai. Semua zat ini adalah beberapa unsur Tabel Periodik. Contoh reaksi nuklir yang digunakan untuk menemukan unsur baru diberikan dalam §4.4.

Berbeda dengan reaksi nuklir, dalam reaksi kimia kernel tidak terpengaruh atom. Semua perubahan hanya terjadi pada kulit elektron terluar. Beberapa ikatan kimia terputus dan lainnya terbentuk.

Reaksi kimia adalah fenomena di mana beberapa zat dengan komposisi dan sifat tertentu diubah menjadi zat lain – dengan komposisi dan sifat lain yang berbeda. Dalam hal ini, tidak terjadi perubahan komposisi inti atom.

Mari kita perhatikan reaksi kimia yang umum: pembakaran gas alam (metana) dalam oksigen atmosfer. Bagi anda yang mempunyai rumah tungku gas, dapat mengamati reaksi ini di dapur mereka setiap hari. Mari kita tulis reaksinya seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5-1.

Beras. 5-1. Metana CH 4 dan oksigen O 2 bereaksi satu sama lain membentuk karbon dioksida CO 2 dan air H 2 O. Dalam hal ini, ikatan antara C dan H dalam molekul metana terputus dan ikatan karbon-oksigen muncul di tempatnya. Atom hidrogen yang sebelumnya termasuk dalam metana membentuk ikatan dengan oksigen. Gambar tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa untuk keberhasilan implementasi, reaksi terhadap satu Anda perlu mengambil molekul metana dua molekul oksigen.

Merekam reaksi kimia menggunakan gambar molekuler sangatlah tidak mudah. Oleh karena itu, untuk mencatat reaksi kimia, digunakan rumus zat yang disingkat - seperti yang ditunjukkan pada bagian bawah Gambar. 5-1. Entri ini disebut persamaan reaksi kimia.

Jumlah atom berbagai unsur pada ruas kiri dan kanan persamaan adalah sama. Di sisi kiri satu atom karbon dalam molekul metana (CH 4), dan di sebelah kanan - sama Kami menemukan atom karbon dalam molekul CO 2. Kita pasti akan menemukan keempat atom hidrogen dari sisi kiri persamaan di sebelah kanan - dalam komposisi molekul air.

Dalam persamaan reaksi kimia, untuk menyamakan jumlah atom identik dalam bagian yang berbeda persamaan digunakan kemungkinan, yang dicatat sebelum rumus zat. Koefisien berbeda dengan indeks dalam rumus kimia.

Mari kita perhatikan reaksi lain - transformasi kalsium oksida CaO (kapur tohor) menjadi kalsium hidroksida Ca(OH) 2 (kapur mati) di bawah pengaruh air.

Beras. 5-2. Kalsium oksida CaO mengikat molekul air H 2 O sehingga terbentuk
kalsium hidroksida Ca(OH)2.

Berbeda dengan persamaan matematika, persamaan reaksi kimia tidak dapat menyusun ulang ruas kiri dan kanannya. Zat yang terletak di sisi kiri persamaan reaksi kimia disebut reagen, dan di sebelah kanan - produk reaksi. Jika Anda mengatur ulang ruas kiri dan kanan persamaan dari Gambar. 5-2, maka kita mendapatkan persamaannya benar-benar berbeda reaksi kimia:

Jika reaksi antara CaO dan H 2 O (Gbr. 5-2) dimulai secara spontan dan berlangsung dengan pelepasan sejumlah besar panas, maka diperlukan pemanasan yang kuat untuk melakukan reaksi terakhir, di mana Ca (OH) 2 berfungsi sebagai reagennya.

Perhatikan bahwa Anda dapat menggunakan tanda panah sebagai pengganti tanda sama dengan dalam persamaan reaksi kimia. Panahnya nyaman karena terlihat arah jalannya reaksi.

Mari kita tambahkan juga bahwa reaktan dan produk tidak harus berupa molekul, tetapi juga atom - jika ada unsur atau unsur dalam bentuk murni yang terlibat dalam reaksi. Misalnya:

H 2 + CuO = Cu + H 2 O

Ada beberapa cara untuk mengklasifikasikan reaksi kimia, dua di antaranya akan kita bahas.

Menurut yang pertama, semua reaksi kimia dibedakan menurut karakteristiknya perubahan jumlah zat awal dan akhir. Di sini Anda dapat menemukan 4 jenis reaksi kimia:

Reaksi KONEKSI,

Reaksi DEKOMPOSISI,

Reaksi MENUKARKAN,

Reaksi PENGGANTI.

Mari kita memberi contoh spesifik reaksi seperti itu. Untuk melakukannya, mari kita kembali ke persamaan pembuatan kapur sirih dan persamaan pembuatan kapur tohor:

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Ca(OH)2 = CaO + H2O

Reaksi-reaksi ini berbeda-beda jenis reaksi kimia. Reaksi pertama adalah reaksi yang khas koneksi, karena pada saat terjadinya dua zat CaO dan H 2 O bergabung menjadi satu: Ca (OH) 2.

Reaksi kedua Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O adalah reaksi yang khas penguraian: Di sini satu zat Ca(OH) 2 terurai membentuk dua zat lainnya.

Dalam reaksi menukarkan jumlah reaktan dan produk biasanya sama. Dalam reaksi seperti itu, zat awal bertukar atom dan bahkan bilangan bulat komponen molekul mereka. Misalnya, ketika larutan CaBr 2 digabungkan dengan larutan HF, akan terbentuk endapan. Dalam larutan, ion kalsium dan hidrogen bertukar ion brom dan fluor satu sama lain. Reaksi hanya terjadi dalam satu arah karena ion kalsium dan fluor berikatan dengan senyawa CaF 2 yang tidak larut dan setelah itu “pertukaran terbalik” ion tidak lagi memungkinkan:

CaBr 2 + 2HF = CaF 2 ¯ + 2HBr

Ketika larutan CaCl 2 dan Na 2 CO 3 digabungkan, endapan juga terbentuk, karena ion kalsium dan natrium bertukar partikel CO 3 2– dan Cl– satu sama lain untuk membentuk senyawa yang tidak larut - kalsium karbonat CaCO 3.

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl

Tanda panah di sebelah produk reaksi menunjukkan bahwa senyawa ini tidak larut dan mengendap. Dengan demikian, tanda panah juga dapat digunakan untuk menunjukkan penghilangan suatu produk dari suatu reaksi kimia dalam bentuk endapan (¯) atau gas (). Misalnya:

Zn + 2HCl = H 2 + ZnCl 2

Reaksi terakhir termasuk dalam jenis reaksi kimia lainnya - reaksi pengganti. Seng diganti hidrogen dalam kombinasinya dengan klorin (HCl). Hidrogen dilepaskan dalam bentuk gas.

Reaksi substitusi mungkin mirip dengan reaksi pertukaran. Perbedaannya adalah bahwa reaksi substitusi selalu melibatkan beberapa jenis atom sederhana zat yang menggantikan atom salah satu unsur dalam zat kompleks. Misalnya:

2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2 - reaksi pengganti;

di ruas kiri persamaan ada zat sederhana - molekul klor Cl 2, dan di ruas kanan ada zat sederhana - molekul brom Br 2.

Dalam reaksi menukarkan baik reaktan maupun produk merupakan zat kompleks. Misalnya:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl - reaksi menukarkan;

Dalam persamaan ini, reaktan dan produk merupakan zat kompleks.

Pembagian semua reaksi kimia menjadi reaksi kombinasi, dekomposisi, substitusi dan pertukaran bukanlah satu-satunya. Ada cara klasifikasi lain: berdasarkan perubahan (atau kurangnya perubahan) bilangan oksidasi reaktan dan produk. Atas dasar ini, semua reaksi dibagi menjadi redoks reaksi dan lainnya (bukan redoks).

Reaksi antara Zn dan HCl tidak hanya merupakan reaksi substitusi saja, tetapi juga reaksi substitusi reaksi redoks, karena bilangan oksidasi zat-zat yang bereaksi di dalamnya berubah:

Zn 0 + 2H +1 Cl = H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - reaksi substitusi sekaligus reaksi redoks.