これは、質量パーセント組成を計算する方法を示す実例問題です。組成パーセントは、化合物中の各元素の相対量を示します。各元素の質量パーセント式は次のとおりです。
% 質量 =(化合物 1 モル中の元素の質量) / (化合物のモル質量) x 100%
または
質量パーセント =(溶質の質量 / 溶液の質量) x 100%
質量の単位は通常グラムです。質量パーセントは、重量パーセントまたは w/w% としても知られています。モル質量は、1 モルの化合物に含まれるすべての原子の質量の合計です。すべての質量パーセンテージの合計が 100% になる必要があります。すべてのパーセンテージが合計されるように、最後の有効数字の丸め誤差に注意してください。
重要ポイント
- 質量パーセント組成は、化合物中の元素の相対量を表します。
- 質量パーセント組成は、重量パーセントとしても知られています。 w/w% と略されます。
- 溶液の場合、質量パーセントは、1 モルの化合物中の元素の質量を化合物のモル質量で割り、100% を掛けた値に等しくなります。
質量パーセント組成問題
重炭酸ソーダ (炭酸水素ナトリウム) は、多くの市販の製剤に使用されています。その式は NaHCO3 です .炭酸水素ナトリウム中の Na、H、C、O の質量百分率 (mass %) を求めてください。
解決策
まず、周期表から元素の原子量を調べます。原子質量は次のとおりです:
- Na は 22.99 です
- H は 1.01
- C は 12.01 です
- O は 16.00 です
次に、1 モルの NaHCO3 に各元素が何グラム存在するかを決定します。 :
- 22.99 g (1 mol) の Na
- 1.01 g (1 mol) の H
- 12.01 g (1 mol) の C
- 48.00 g (3 モル x 16.00 グラム/モル) の O
NaHCO3 1 モルの質量 です:
22.99g + 1.01g + 12.01g + 48.00g =84.01g
そして、元素の質量パーセンテージは
- 質量 % Na =22.99 g / 84.01 g x 100 =27.36 %
- 質量 % H =1.01 g / 84.01 g x 100 =1.20 %
- 質量 % C =12.01 g / 84.01 g x 100 =14.30 %
- 質量 % O =48.00 g / 84.01 g x 100 =57.14 %
答え
- 質量 % Na =27.36 %
- 質量 % H =1.20 %
- 質量 % C =14.30 %
- 質量 % O =57.14 %
質量パーセントの計算を行うときは、質量パーセントの合計が 100% になることを確認することを常にお勧めします (数学エラーを見つけるのに役立ちます):
27.36 + 14.30 + 1.20 + 57.14 =100.00
水の組成パーセント
もう 1 つの簡単な例は、水中の元素の質量パーセント組成 H2 を求めることです。 O.
まず、元素の原子質量を合計して水のモル質量を求めます。周期表の値を使用:
- H は 1.01 グラム/モル
- O は 16.00 グラム/モル
化合物中の元素のすべての質量を合計して、モル質量を取得します。水素 (H) の後の添字は、水素原子が 2 つあることを示します。酸素 (O) の後に添字はありません。これは、原子が 1 つしか存在しないことを意味します。
- モル質量 =(2 x 1.01) + 16.00
- モル質量 =18.02
ここで、各要素の質量を総質量で割り、質量パーセンテージを取得します:
質量 % H =(2 x 1.01) / 18.02 x 100%
質量 % H =11.19%
質量 % O =16.00 / 18.02
質量 % O =88.81%
水素と酸素の質量パーセンテージを合計すると 100% になります。
二酸化炭素の質量パーセント
二酸化炭素、CO2 中の炭素と酸素の質量パーセントは? ?
質量パーセント溶液
ステップ 1: 個々の原子の質量を見つけます。
周期表から炭素と酸素の原子質量を調べます。この時点で、使用する有効数字の数を決定することをお勧めします。原子質量は次のとおりです:
- C は 12.01 g/mol
- O は 16.00 g/mol
ステップ 2: CO2 1 モルを構成する各成分のグラム数を求めます。
CO2 1モル 1 モルの炭素原子と 2 モルの酸素原子が含まれています。
- 12.01 g (1 mol) の C
- 32.00 g (2 mol x 16.00 グラム/モル) の O
CO2 1モルの質量 です:
- 12.01 g + 32.00 g =44.01 g
ステップ 3: 各原子の質量パーセントを見つけます。
質量 % =(コンポーネントの質量/全体の質量) x 100
そして、元素の質量パーセンテージは
カーボンの場合:
- mass % C =(1 mol の炭素の質量/1 mol の CO2 の質量 ) × 100
- 質量 % C =(12.01 g / 44.01 g) x 100
- 質量 % C =27.29 %
酸素の場合:
- mass % O =(1 mol の酸素の質量/1 mol の CO2 の質量 ) × 100
- 質量 % O =(32.00 g / 44.01 g) x 100
- 質量 % O =72.71 %
答え
- 質量 % C =27.29 %
- 質量 % O =72.71 %
繰り返しますが、質量パーセントの合計が 100% になるようにしてください。これにより、数学のエラーを見つけることができます。
- 27.29 + 72.71 =100.00
予想どおり、回答は合計 100% になりました。
質量パーセントの計算を成功させるためのヒント
- 混合物または溶液の総質量が常に与えられるとは限りません。多くの場合、質量を合計する必要があります。これは明らかではないかもしれません。モル分率またはモルが与えられ、質量単位に変換する必要がある場合があります。
- 有効数字に注意してください。
- すべてのコンポーネントの質量パーセンテージの合計が 100% になるように常に確認してください。そうでない場合は、戻って間違いを見つける必要があります。
