Hmotnostní podíl, také známý jako procentuální hmotnost, je jedním ze základních pojmů v chemii. Umožňuje určit, kolik gramů určitého prvku je v této sloučenině obsaženo. Pro výpočet hmotnostního podílu Mr je nutné znát molární hmotnost každého prvku ve sloučenině a jejich počet.
V chemii je Mendelejevova tabulka hlavním nástrojem pro stanovení molární hmotnosti prvků. Každý prvek Mendelejevovy tabulky má své jedinečné atomové číslo, které označuje počet protonů v jeho jádru. Molární hmotnost prvku je vyjádřena v g / mol a rovná se součtu hmotností jeho atomů. Například molární hmotnost uhlíku (C) je přibližně 12 g/mol a molární hmotnost kyslíku (O) je přibližně 16 g/mol.
Chcete-li najít hmotnostní podíl Mr prvku v chemické sloučenině, musíte nejprve vypočítat molární hmotnost celé sloučeniny. Poté je třeba určit hmotnost prvku ve sloučenině a rozdělit jej na celkovou hmotnost sloučeniny. Výsledek se vynásobí 100%, aby se získala procentní hmotnost nebo hmotnostní podíl.
Jako příklad zvažte sloučeninu oxidu uhličitého (CO2), který se skládá z jednoho atomu uhlíku a dvou atomů kyslíku. Podle Mendelejevovy tabulky je molární hmotnost uhlíku přibližně 12 g/mol a molární hmotnost kyslíku je přibližně 16 g/mol. Celková hmotnost CO2 rovná se 12 g (mol) + 2 * 16 g/mol = 44 g/mol.
Jak určit hmotnostní podíl Mr v chemii podle Mendelejevovy tabulky
K určení masového podílu Mr v chemii podle Mendelejevovy tabulky je nutné:
- Najděte atomovou hmotnost každého prvku v chemické sloučenině v periodické tabulce.
- Vypočítejte součet atomových hmotností všech prvků ve sloučenině.
- Vypočítejte hmotnostní podíl Mr pro každý prvek vydělením jeho atomové hmotnosti součtem atomových hmotností všech prvků a vynásobením 100%.
Vezměme si například vodu (H2O) jako chemická sloučenina. Pomocí Mendelejevovy tabulky zjistíme, že atomová hmotnost vodíku (H) je 1,01 g/mol a atomová hmotnost kyslíku (O) je 16,00 g/mol.
Sečtením atomových hmot vodíku a kyslíku získáme 1,01 g/mol + 16,00 g/mol = 17,01 g/mol.
Pro výpočet hmotnostního podílu Mr vodíku vydělíme jeho atomovou hmotnost (1,01 g/mol) součtem atomových hmotností všech prvků (17,01 g/mol) a vynásobíme 100%. Dostávat:
Hmotnostní podíl Mr vodíku = (1,01 g/mol / 17,01 g/mol) * 100% = 5,94%.
Stejně tak počítáme hmotnostní podíl Mr kyslíku:
Hmotnostní podíl Mr kyslíku = (16,00 g/mol / 17,01 g/mol) * 100% = 94,06%.
Voda (H)2O) skládá se z hmotnostního podílu Mr z 5,94% vodíku a 94,06% kyslíku.
Vzorec pro výpočet masového podílu Mr v chemii
Hmotnostní podíl (hmotnostní procento) Mr = (hmotnost prvku / hmotnost celé sloučeniny) × 100%
Pro aplikaci tohoto vzorce je nutné znát hmotnost prvku a hmotnost celé sloučeniny. Hmotnost prvku lze odvodit z Mendělejevovy tabulky, kde je uvedeno atomové číslo prvku, jeho atomová hmotnost a další informace. Hmotnost celé sloučeniny je určena součtem atomových hmotností všech prvků, které tvoří sloučeninu.
Zvažte například připojení H2O-voda. Z Mendelejevovy tabulky víme, že atomová hmotnost vodíku (H) je zaokrouhlena na 1 g/mol a atomová hmotnost kyslíku (O) je zaokrouhlena na 16 g/mol. Podle vzorce pro hmotnostní podíl Mr lze vypočítat hmotnostní podíl vodíku ve vodě následovně:
Hmotnostní podíl vodíku ve vodě = (2 g × 100%) / (18 g × 1 mol) ≈ 11.1%
Přibližně 11,1% hmotnosti vody je tedy vodík.
Příklady výpočtu masového podílu Mr podle Mendělejevovy tabulky
Příklad 1:
Zvažte příklad nalezení masového podílu kovu v chemické sloučenině pomocí mendeleevovy tabulky. Ať máme sloučeninu NaCl (chlorid sodný) a chceme najít hmotnostní podíl sodíku. Podle Mendelejevovy tabulky je atomová hmotnost sodíku (Na) 22,990 g/mol a atomová hmotnost chloru (Cl) je 35,453 g/mol.
Vzorec pro výpočet hmotnostního podílu (hmotnostního procenta, hmotnostní části) prvku ve sloučenině:
Hmotnostní podíl (Mr) prvku = (hmotnost prvku ve sloučenině / celková hmotnost sloučeniny) x 100%.
Hmotnost sodíku v NaCl je 22 990 g / mol, protože sloučenina obsahuje 1 atom sodíku. Celková hmotnost sloučeniny NaCl je 58,443 g/mol (22,990 g/mol + 35,453 g / mol). Nyní můžeme vypočítat hmotnostní podíl sodíku:
Mr Na v NaCl = (22,990 g/mol / 58,443 g/mol) x 100% = 39,34% (zaokrouhlujeme na dvě desetinná místa).
Příklad 2:
Vezměme si další příklad nalezení hmotného podílu prvku v chemické sloučenině. Ať máme spojení H2O (voda) a chceme najít masivní podíl kyslíku. Podle Mendelejevovy tabulky je atomová hmotnost vodíku (H) 1,008 g/mol a atomová hmotnost kyslíku (O) je 16,00 g/mol.
Molární hmotnost H2O je 18,016 g/mol (2 x 1,008 g/mol + 16,00 g / mol). Nyní můžeme vypočítat hmotnostní podíl kyslíku:
Mr O V H2O = (16,00 g/mol / 18,016 g/mol) x 100% = 88,81% (zaokrouhlujeme na dvě desetinná místa).
Použití Mendelejevovy tabulky nám tedy umožňuje vypočítat hmotnostní podíl prvku v chemické sloučenině a pochopit, jaký podíl na celkové hmotnosti daný prvek tvoří.