كيفية حساب نسبة الكتلة في الكيمياء

تعريف نسبة الكتلة

نسبة الكتلة هي طريقة للتعبير عن تركيز أو وصف المكون في خليط معين، فيمكن وصف تركيبة المحلول بالنسبة المئوية الكتلية التي توضح كتلة المادة المذابة الموجودة في كتلة معينة من المحلول.

يتم التعبير عن كمية المذاب بالكتلة، بالنسبة للمحلول، يتم وصف النسبة المئوية للكتلة على أنها جرامات المذاب لكل جرام من المحلول، مضروبة في 100 للحصول على النسبة المئوية.

وحدة قياس الكتلة

الكتلة تتعلق بكمية المادة في

الجسم

، وحدة SI للكتلة هي الكيلوغرام (kg)، على الرغم من أن الجرامات (g) تستخدم بشكل شائع في المختبر لقياس الكميات الأصغر.

الفرق بين الكتلة والوزن

في كثير من الأحيان، يخطئ الناس في الوزن مقابل الكتلة، حيث يتعلق الوزن بالقوة المؤثرة على الجسم كمؤشر للكتلة والجاذبية.

الوزن = الكتلة × الجاذبية (3)

الوزن = ملجم

وبالتالي، يتغير الوزن بسبب التغيرات في الجاذبية والتسارع، على سبيل المثال، ستظل كتلة مكعب 1 كجم تساوي 1 كجم سواء كان على قمة جبل أو قاع

البحر

أو على سطح القمر، ولكن سيختلف وزنه.

الفرق المهم الآخر بين الكتلة والوزن هو كيفية قياسهما، يقاس الوزن بمقياس بينما يجب قياس الكتلة بميزان، مثلما يخلط الناس بين الكتلة والوزن، فإنهم أيضًا يخلطون بين الميزان والتوازنات، يتصدى الميزان لتأثيرات الجاذبية بينما يدمجها الميزان.

كيفية حساب نسبة الكتلة

نسبة الكتلة تخبرك النسبة المئوية لكل عنصر يتكون من مركب كيميائي، وهذا يتطلب إيجاد نسبة الكتلة المولية للعناصر في المركب بالجرام / المول أو عدد الجرامات المستخدمة في صنع المحلول، ثم يتم حسابه ببساطة باستخدام صيغة أساسية تقسم كتلة العنصر (أو المذاب) على كتلة المركب (أو المحلول).

طرق حساب نسبة الكتلة

هناك طريقتين لحساب نسبة الكتلة وهما:

حل نسبة الكتلة عند إعطاء الكتل

وهي تتكون من 5 خطوات وهم:

1- حدد معادلة نسبة الكتلة للمركب

الصيغة الأساسية لنسبة الكتلة للمركب هي: نسبة الكتلة = (كتلة المادة الكيميائية / الكتلة الكلية للمركب) × 100، ويجب أن تضرب في 100 في النهاية للتعبير عن القيمة كنسبة مئوية.

اكتب المعادلة في بداية كل مسألة: نسبة الكتلة = (كتلة المادة الكيميائية / الكتلة الكلية للمركب) × 100، ويجب أن تكون كلتا القيمتين بالجرام بحيث تلغي كل منهما الأخرى بمجرد حل المعادلة.

كتلة المادة الكيميائية التي تهتم بها هي الكتلة المعطاة في المسألة، إذا لم يتم تحديد الكتلة، فراجع القسم التالي حول حساب نسبة الكتلة عندما لا يتم إعطاء الكتلة.

يتم حساب الكتلة الكلية للمركب عن طريق جمع كتل جميع المواد الكيميائية المستخدمة في تكوين المركب أو المحلول.

2- احسب الكتلة الكلية للمركب

عندما تعرف كتل كل العناصر أو المركبات التي يتم جمعها معًا، تحتاج ببساطة إلى جمعها معًا لحساب الكتلة الإجمالية للمركب أو المحلول النهائي، سيكون هذا هو المقام في حساب نسبة الكتلة.

مثال 1: ما النسبة المئوية لكتلة 5 جم من هيدروكسيد الصوديوم المذاب في 100 جم من

الماء

؟

الكتلة الكلية للمركب هي كمية هيدروكسيد الصوديوم مضافًا إليها كمية الماء: 100 جم + 5 جم للكتلة الإجمالية 105 جم.

مثال 2: ما هي كتل كلوريد الصوديوم والماء اللازمة لصنع 175 جم من محلول 15٪؟

في هذا المثال، يتم إعطاؤك الكتلة الإجمالية والنسبة المئوية التي تريدها، ولكن يُطلب منك إيجاد مقدار المذاب المراد إضافته إلى المحلول، الكتلة الكلية 175 جم.

3- حدد كتلة المادة الكيميائية المعنية

عندما يُطلب منك إيجاد “نسبة الكتلة”، يُطلب منك إيجاد كتلة مادة كيميائية معينة (المادة الكيميائية المعنية) كنسبة مئوية من الكتلة الكلية لجميع العناصر.

مثال 1: كتلة المادة الكيميائية المعنية 5 جم من هيدروكسيد الصوديوم.

مثال 2: في هذا المثال ، كتلة المادة الكيميائية المعنية هي المجهول الذي تحاول حسابه.

4- عوض عن المتغيرات في معادلة نسبة الكتلة

بمجرد تحديد القيم لكل متغير، قم بالتعويض عنها في المعادلة.

مثال 1: نسبة الكتلة = (كتلة المادة الكيميائية / الكتلة الكلية للمركب) × 100 = (5 جم / 105 جم) × 100.

مثال 2: نريد إعادة ترتيب معادلة نسبة الكتلة لإيجاد الكتلة المجهولة للمادة الكيميائية: كتلة المادة الكيميائية = (نسبة الكتلة * الكتلة الكلية للمركب) / 100 = (15 * 175) / 100.

5- احسب نسبة الكتلة

الآن بعد أن تم ملء المعادلة، حل ببساطة واحسب نسبة الكتلة، اقسم كتلة المادة الكيميائية على الكتلة الكلية للمركب واضربها في 100، سيعطيك هذا نسبة كتلة المادة الكيميائية.

المثال 1: (5/105) × 100 = 0.04761 × 100 = 4.761٪. وبالتالي، فإن النسبة المئوية الكتلية لـ 5 جم من هيدروكسيد الصوديوم المذاب في 100 جم من الماء هي 4.761٪.

مثال 2: المعادلة المُعاد ترتيبها لإيجاد كتلة المادة الكيميائية هي (نسبة الكتلة * الكتلة الكلية للمركب) / 100: (15 * 175) / 100 = (2625) / 100 = 26.25 جرامًا من كلوريد الصوديوم.

كمية الماء المراد إضافتها هي ببساطة الكتلة الكلية مطروحًا منها كتلة المادة الكيميائية: 175 – 26.25 = 148.75 جرام ماء.

حل النسبة المئوية للكتلة عند عدم إعطاء كتل

وتتكون من 8 خطوات وهم:

1- حدد معادلة نسبة الكتلة للمركب

الصيغة الأساسية لنسبة الكتلة للمركب هي: نسبة الكتلة = (الكتلة المولية للعنصر / إجمالي الكتلة الجزيئية للمركب) × 100.

الكتلة المولية للمركب هي مقدار الكتلة لمول واحد من عنصر بينما الكتلة الجزيئية هي مقدار الكتلة لمول واحد من المركب بأكمله، يجب أن تضرب في 100 في النهاية للتعبير عن القيمة كنسبة مئوية.

اكتب المعادلة في بداية كل مسألة: نسبة الكتلة = (الكتلة المولية للعنصر / إجمالي الكتلة الجزيئية للمركب) × 100.

كلتا القيمتين لها وحدات جرام لكل مول (جم / مول)، هذا يعني أن الوحدات ستلغي بعضها البعض عندما تحل المعادلة.

عندما لا تحصل على كتل، يمكنك إيجاد النسبة المئوية لكتلة عنصر داخل مركب باستخدام الكتلة المولية، يجب أن تقوم بعملية

”

التحويل من مول الى كتلة

“.

مثال 1: أوجد نسبة كتلة الهيدروجين في جزيء ماء.

مثال 2: أوجد نسبة كتلة الكربون في جزيء الجلوكوز.

2- اكتب الصيغة الكيميائية

إذا لم يتم إعطاؤك الصيغ الكيميائية لكل مركب، فستحتاج إلى كتابتها، إذا تم إعطاؤك الصيغ الكيميائية، فيمكنك تخطي هذه الخطوة، والمتابعة إلى خطوة “العثور على كتلة كل عنصر”.

مثال 1: اكتب الصيغة الكيميائية للماء ، H2O.

مثال 2: اكتب الصيغة الكيميائية للجلوكوز ، C6H12O6.

3- أوجد كتلة كل عنصر في المركب

ابحث عن الوزن الجزيئي لكل عنصر في الصيغ الكيميائية في الجدول الدوري. يمكن العثور على كتلة العنصر عادةً أسفل

الرمز

الكيميائي، اكتب كتل كل عنصر في المركب.

مثال 1: ابحث عن الوزن الجزيئي للأكسجين ، 15.9994 ؛ والوزن الجزيئي للهيدروجين 1.0079. [8]

مثال 2: ابحث عن الوزن الجزيئي للكربون ، 12.0107 ؛ الأكسجين ، 15.9994 ؛ والهيدروجين ، 1.0079.

4- اضرب الكتل في النسبة المولية

حدد عدد المولات لكل عنصر في مركباتك الكيميائية، ويتم الحصول على النسبة المولية من خلال الرقم السفلي في المركب، ثم اضرب الكتلة الجزيئية لكل عنصر في هذه النسبة المولية.

مثال 1: يحتوي الهيدروجين على حرفين منخفضين بينما يحتوي الأكسجين على انخفاض 1. لذلك ، اضرب الكتلة الجزيئية للهيدروجين في 2 ، 1.00794 × 2 = 2.01588 ؛ ونترك الكتلة الجزيئية للأكسجين كما هي 15.9994 (مضروبة في واحد).

مثال 2: يحتوي الكربون على رمز منخفض 6 ، والهيدروجين ، و 12 ، والأكسجين ، 6. يؤدي ضرب كل عنصر في رمزه السفلي إلى:

الكربون (12.0107 * 6) = 72.0642

الهيدروجين (1.00794 * 12) = 12.09528

الأكسجين (15.9994 * 6) = 95.9964

5- احسب الكتلة الكلية للمركب

اجمع الكتلة الإجمالية لجميع العناصر في مركباتك باستخدام الكتل المحسوبة باستخدام النسبة المولية، يمكنك حساب الكتلة الكلية للمركب، وسيكون هذا الرقم هو المقام في معادلة نسبة الكتلة.

مثال 1: أضف 2.01588 جم / مول (كتلة مولين من ذرات الهيدروجين) مع 15.9994 جم / مول (كتلة مول واحد من ذرات الأكسجين) واحصل على 18.01528 جم / مول.

مثال 2: اجمع كل الكتل المولية المحسوبة معًا: الكربون + الهيدروجين + الأكسجين = 72.0642 + 12.09528 + 95.9964 = 180.156 جم / مول.

6- حدد كتلة العنصر في السؤال

عندما يُطلب منك إيجاد “نسبة الكتلة”، يُطلب منك إيجاد كتلة عنصر معين في مركب، كنسبة مئوية من الكتلة الكلية لجميع العناصر، ثم حدد كتلة العنصر المعني وقم بتدوينه، الكتلة هي الكتلة المحسوبة باستخدام النسبة المولية، هذا الرقم هو البسط في معادلة نسبة الكتلة.

مثال 1: كتلة الهيدروجين في المركب هي 2.01588 جم / مول (كتلة مولين من ذرات الهيدروجين).

مثال 2: كتلة الكربون في المركب هي 72.0642 جم / مول (كتلة ستة مولات من ذرات الكربون).

7- عوض عن المتغيرات في معادلة نسبة الكتلة

بمجرد تحديد قيم كل متغير، قم بالتعويض عنها في المعادلة المحددة في الخطوة الأولى: نسبة الكتلة = (الكتلة المولية للعنصر / إجمالي الكتلة الجزيئية للمركب) × 100.

مثال 1: نسبة الكتلة = (الكتلة المولية للعنصر / إجمالي الكتلة الجزيئية للمركب) × 100 = (2.01588 / 18.01528) × 100.

مثال 2: نسبة الكتلة = (الكتلة المولية للعنصر / إجمالي الكتلة الجزيئية للمركب) × 100 = (72.0642 / 180.156) × 100.

8- احسب نسبة الكتلة

الآن بعد أن تم ملء المعادلة، حل ببساطة واحسب نسبة الكتلة، واقسم كتلة العنصر على الكتلة الكلية للمركب واضربها في 100، سيعطيك هذا نسبة كتلة العنصر.

مثال 1: نسبة الكتلة = (2.01588 / 18.01528) × 100 = 0.11189 × 100 = 11.18٪. وبالتالي ، فإن نسبة كتلة ذرات الهيدروجين في جزيء الماء هي 11.18٪.

مثال 2: نسبة الكتلة = (الكتلة المولية للعنصر / إجمالي الكتلة الجزيئية للمركب) × 100 = (72.0642 / 180.156) × 100 = 0.4000 × 100 = 40.00٪. وبالتالي ، فإن نسبة كتلة ذرات الكربون في جزيء الجلوكوز هي 40.00٪.

أمثلة محلولة لصيغة نسبة الكتلة

س] احسب جرامات NaOCl (6.15٪ بالكتلة) في 285 جرامًا من محلول مبيض للوحة الإعلانات.

لحل هذه المسألة، يجب إعادة ترتيب المعادلة لتفكيك جرامات المذاب.

نحن لدينا:-

• النسبة المئوية للكتلة = (كتلة المذاب / كتلة المحلول) × 100٪
• غرام المذاب = (النسبة المئوية للكتلة X جرام من المحلول) / 100
• غرام المذاب = (6.15 × 285) / 100 = 17.52 جرام.

لذلك ، فإن جرام المذاب هو 17.52 جرام.

س] ما هي النسبة المئوية لكتلة 5 جرام من الصودا الكاوية الذائبة في 100 جرام من الماء؟

الحل: الخطوات كما يلي:-

• الكتلة الكلية للمركب هي أن كمية الصودا الكاوية زائد كمية الماء: 100 جم + 5 جم للكتلة الكاملة 105 جم.

الآن كتلة المادة الكيميائية قيد البحث هي 5 جم من الصودا الكاوية.

• نسبة الكتلة = (كتلة المادة الكيميائية / الكتلة الكلية للمركب) × 100 = (5 جم / 105 جم) × 100.

(5/105) × 100 = 0.04761 × 100 = 4.761٪.

لذلك ، فإن النسبة المئوية للكتلة البالغة 5 جم من الصودا الكاوية المذابة في 100 جم من الماء هي 4.761٪.