Относительную молекулярную массу веществ рассчитывают по химическим формулам, выражающим количественный состав веществ. Используя химические формулы можно также вычислить массовую долю каждого элемента в химическом соединении.

Массовая доля элемента (обозначается латинской буквой ω) показывает, какую часть составляет масса всех атомов данного элемента, содержащихся в одной молекуле вещества,

от общей массы молекулы.

Массовые доли элементов могут быть выражены в долях единицы или в процентах. Формула для расчета массовой доли элемента в веществе выглядит так: массовая доля элемента в веществе (ω) элемента равна отношению произведения числа атомов(n) и относительной атомной массы (Ar) данного элемента к относительной молекулярной массе (Mr) вещества.

Если массовую долю рассчитывать в процентах, то формула приобретет следующий вид.

Используя данную формулу, можно рассчитать массовую долю каждого химического элемента в составе сложного вещества.

Например, попробуем рассчитать массовую долю алюминия в оксиде алюминия (Al2O3).

Для расчетов пользуемся данными периодической системы химических элементов. Определим относительную молекулярную массу оксида алюминия. Она будет равна 102 (сумма двух относительных атомных масс алюминия и трех относительных атомных масс кислорода). Массовая доля алюминия в процентном отношении по формуле составит 53%.

Для чего же нужны такие расчеты? Иногда требуется сравнить содержание элементов в веществах.

Например, геологи открыли два месторождения железа. Первое содержит железо в виде оксида железа FeO, второе – в виде сульфида железа FeS. Какое месторождение богаче железом при прочих одинаковых условиях?

Дано:

Формула оксида железа FeO;

формула сульфида железа – FeS.

Найти:

Массовую долю железа в первом месторождении ω1(Fe) и массовую долю железа во втором месторождении ω2(Fe).

Решение:

1. Записываем формулу для расчета массовой доли железа в первом месторождении: ω1(Fe) в оксиде железа равна отношению произведения числа атомов железа n и относительной атомной массы (Ar) железа к относительной молекулярной массе (Mr) оксида железа, умноженное на 100%.

2. Записываем формулу для расчета массовой доли железа во втором месторождении: ω2(Fe)в сульфиде железа равна отношению произведения числа атомов железа n и относительной атомной массы (Ar) железа к относительной молекулярной массе (Mr) сульфида железа, все умноженное на 100%.

Для расчетов пользуемся данными периодической системы химических элементов.

Число атомов железа, кислорода и серы в обоих соединениях равны 1.

3. Рассчитываем относительную молекулярную массу оксида железа. Она равняется 72.

4. Находим относительную молекулярную массу сульфида железа. Она равняется 88.

5. Массовая доля железа в первом месторождении ω1(Fe) = 78%.

6. Массовая доля железа во втором месторождении ω2(Fe)= 64%.

7. Сравниваем значения массовых долей железа. Массовая доля железа в первом месторождении ω1(Fe) больше, чем массовая доля железа во втором месторождении ω2(Fe).

Ответ: Первое месторождение богаче железом.

В химических лабораториях на основе результатов анализа химических соединений определяют формулы исследуемых веществ. При этом решают задачи, обратные предыдущей. Например, можно вывести формулу вещества, зная массовые доли его элементов. Для этого преобразуем формулу массовой доли.

Число атомов элемента (n) равно отношению произведения массовой доли элемента в веществе (ω)элемента и относительной молекулярной массы (Mr) вещества к относительной атомной массе (Ar) данного элемента, умноженной на 100%.

Решим задачу. Экспериментально установлено, что вещество содержит 83% азота и 17% водорода. Какова формула этого вещества, если в результате эксперимента получено значение его относительной атомной массы, равное 17?

Дано:

Массовая доля азота ω(N)=83%, массовая доля водорода ω(Н)=17%, относительная молекулярная масса вещества Mr(NxHy)=17.

Найти:

Формулу вещества NxHy, где «x» - число атомов азота, а «у» – число атомов водорода.

Решение:

1. Найдем число атомов азота - х. Оно равняется отношению произведения массовой доли азота ω(N) и относительной молекулярной массы (Mr) вещества к относительной атомной массе (Ar) азота, умноженной на 100%. Получаем единицу.

2. Найдем число атомов водорода – у. Оно равняется отношению произведения массовой доли водорода ω(Н) и относительной молекулярной массы (Mr) вещества к относительной атомной массе (Ar) водорода, умноженной на 100%. Получаем число 3.

3. Так как х=1, а у=3, то формула вещества - NH3 (индекс 1 не пишется).

Для расчетов пользуемся данными периодической системы химических элементов.

4. Произведем проверку, вычислим относительную молекулярную массу полученного вещества. Она равна сумме относительной атомной массы азота и трех относительных атомных масс водорода. Задача решена правильно.

Ответ:формула вещества - NH3.