10.10: Відсоток складу

Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Джой Шен; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

Чи є в цій баночці щось здорове?

Упаковані продукти, які ви їсте, зазвичай мають харчову інформацію, надану на етикетці. Етикетка на баночці з арахісовим маслом (показана вище) показує, що вважається один розмір порції\(32 \: \text{g}\). Етикетка також дає маси різних видів з'єднань, які присутні в кожній порції. Одна\(7 \: \text{g}\) порція містить\(15 \: \text{g}\) білок, жир і\(3 \: \text{g}\) цукор. Розрахувавши частку білка, жиру або цукру в одній порції розміру арахісового масла і переводячи до процентних значень, ми можемо визначити склад арахісового масла на відсотках за масою.

Відсоток складу

Хімікам часто потрібно знати, які елементи присутні в з'єднанні і в якому процентному співвідношенні. Процентний склад - це відсоток за масою кожного елемента в з'єднанні. Він розраховується аналогічно тому, що тільки що було вказано для арахісового масла.

\[\% \: \text{by mass} = \frac{\text{mass of element}}{\text{mass of compound}} \times 100\%\nonumber \]

Відсоток складу від масових даних

Вибіркова задача, наведена нижче, показує розрахунок процентного складу сполуки на основі даних про масу.

Приклад\(\PageIndex{1}\): Percent Composition from Mass

Відомо, що деяке знову синтезоване з'єднання містить елементи цинк і кисень. Коли\(20.00 \: \text{g}\) зразок з'єднання розкладається,\(16.07 \: \text{g}\) від цинку залишається. Визначте процентний склад з'єднання.

Рішення

Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.

Відомий

• маса з'єднання\(= 20.00 \: \text{g}\)
• Маса\(\ce{Zn} = 16.07 \: \text{g}\)

Невідомий

• Відсоток\(\ce{Zn} = ? \%\)
• Відсоток\(\ce{O} = ? \%\)

Відніміть, щоб знайти масу кисню в з'єднанні. Розділіть масу кожного елемента на масу з'єднання, щоб знайти відсоток за масою.

Крок 2: Розрахуйте.

\[\text{Mass of oxygen} = 20.00 \: \text{g} - 16.07 \: \text{g} = 3.93 \: \text{g} \: \ce{O}\nonumber \]

\[\% \: \ce{Zn} = \frac{16.07 \: \text{g} \: \ce{Zn}}{20.00 \: \text{g}} \times 100\% = 80.35\% \: \ce{Zn}\nonumber \]

\[\% \: \ce{O} = \frac{3.93 \: \text{g} \: \ce{O}}{20.00 \: \text{g}} \times 100\% = 19.65\% \: \ce{O}\nonumber \]

Крок 3: Подумайте про свій результат.

Розрахунки мають сенс, оскільки сума двох відсотків додає до\(100\%\). За масою з'єднання в основному є цинк.

Відсоток складу від хімічної формули

Процентний склад з'єднання також можна визначити за формулою з'єднання. Індекси в формулі спочатку використовуються для обчислення маси кожного елемента в одному молі з'єднання. Тобто ділиться на молярну масу з'єднання і множиться на\(100\%\).

\[\% \: \text{by mass} = \frac{\text{mass of element in} \: 1 \: \text{mol}}{\text{molar mass of compound}} \times 100\%\nonumber \]

Процентний склад даної сполуки завжди однаковий до тих пір, поки з'єднання є чистим.

Приклад\(\PageIndex{2}\): Percent Composition from Chemical Formula

Дихлоргептоксид\(\left( \ce{Cl_2O_7} \right)\) - високореактивна сполука, яка використовується в деяких реакціях органічного синтезу. Розрахуйте процентний склад дихлоругептоксиду.

Рішення

Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.

Відомий

• Маса\(\ce{Cl}\) в\(1 \: \text{mol} \: \ce{Cl_2O_7} = 70.90 \: \text{g}\)
• Маса\(\ce{O}\) в\(1 \: \text{mol} \: \ce{Cl_2O_7} = 112.00 \: \text{g}\)
• Молярна маса\(\ce{Cl_2O_7} = 182.90 \: \text{g/mol}\)

Невідомий

• Відсоток\(\ce{Cl} = ? \%\)
• Відсоток\(\ce{O} = ? \%\)

Обчисліть відсоток по масі кожного елемента, розділивши масу цього елемента в 1 моль з'єднання на молярну масу з'єднання і помноживши на\(100\%\).

Крок 2: Розрахуйте.

\[\% \ce{Cl} = \frac{70.90 \: \text{g} \: \ce{Cl}}{182.90 \: \text{g}} \times 100\% = 38.76\% \: \ce{Cl}\nonumber \]

\[\% \: \ce{O} = \frac{112.00 \: \text{g} \: \ce{O}}{182.90 \: \text{g}} \times 100\% = 61.24\% \: \ce{O}\nonumber \]

Крок 3: Подумайте про свій результат.

Відсотки складають до\(100\%\).

Процентний склад також може бути використаний для визначення маси певного елемента, який міститься в будь-якій масі того чи іншого з'єднання. У попередній задачі зразка було встановлено, що процентний склад дихлоргептоксиду становить\(38.76\% \: \ce{Cl}\) і\(61.24\% \: \ce{O}\). Припустимо, що потрібно знати маси хлору і кисню, присутні в\(12.50 \: \text{g}\) зразку дихлоргептоксиду. Ви можете налаштувати коефіцієнт перетворення на основі відсотків за масою кожного елемента:

\[12.50 \: \text{g} \: \ce{Cl_2O_7} \times \frac{38.76 \: \text{g} \: \ce{Cl}}{100 \: \text{g} \: \ce{Cl_2O_7}} = 4.845 \: \text{g} \: \ce{Cl}\nonumber \]

\[12.50 \: \text{g} \: \ce{Cl_2O_7} \times \frac{61.24 \: \text{g} \: \ce{O}}{100 \: \text{g} \: \ce{Cl_2O_7}} = 7.655 \: \text{g} \: \ce{O}\nonumber \]

Сума двох мас дорівнює\(12.50 \: \text{g}\), маса розміру вибірки.

Наукова п'ятниця: Збереження вітражів

 

Вітражі з середньовіччя часто налічують сотні років. На жаль, багато хто з цих реліквій потребують чищення та обслуговування. У цьому відео Science Friday консерватор Мері Хіггінс обговорює методи, що використовуються для захисту вітража.

Резюме

• Описані процеси розрахунку процентного складу матеріалу виходячи з маси або хімічного складу.

Рецензія

1. Яка формула розрахунку процентного складу?
2. Яка інформація потрібна для обчислення процентного складу по масі?
3. Про що говорять індекси в хімічній формулі?