Hmotnostní zlomek. Definice Rozdíl od hmotnostního zlomku prvku a hmotnostního zlomku výstupu

Článek se zabývá pojmem hmotnostní frakce. Jsou uvedeny způsoby jeho výpočtu. Rovněž jsou popsány výrazy podobné, ale odlišné ve fyzickém významu. Jedná se o hmotnostní zlomek položky a výstupu.

Životní kolébka - řešení

Voda je zdrojem života na naší krásné modré planetě. Tento výraz lze najít poměrně často. Nicméně málo lidí, s výjimkou odborníků, si myslí, že substrát pro vývoj prvních biologických systémů byl ve skutečnosti roztok látek a nikoli chemicky čistá voda. Určitě v populární literatuře nebo převodu čtenář splňoval výraz "primární vývar".

Zdroje, které daly impuls k rozvoji života ve formě komplexních organických molekul, stále argumentují. Někteří dokonce naznačují nejen přirozený a velmi úspěšný soubor okolností, ale kosmickou intervenci. Kromě toho se nejedná o mytické cizince, ale o specifické podmínky pro vytváření těchto molekul, které mohou existovat pouze na povrchu malých kosmických těl bez atmosféry - komet a asteroidů. Bylo by tedy správnější říci, že řešení organických molekul je kolébkou všech živých věcí.

Voda jako chemicky čistá látka

Navzdory obrovským slaným oceánům a mořím, čerstvým jezerům a řekám je voda velmi chemicky čistá, zejména ve speciálních laboratořích. Připomeňme, že v národní vědecké tradici je chemicky čistá látka látka, která neobsahuje více než deset mínus šestý stupeň hmotnostního podílu nečistot.

Absolutní zbavování se cizích složek hmoty vyžaduje neuvěřitelné náklady a zřídka se ospravedlňuje. Používá se pouze v jednotlivých průmyslových odvětvích, kde dokonce i jeden cizí atom může pokazit experiment. Mějte na paměti, že polovodičové prvky, které tvoří základ dnešní miniaturní technologie (včetně smartphonů a tablet), jsou velmi citlivé na nečistoty. Při jejich tvorbě potřebujete zcela neznečištěná rozpouštědla. Avšak ve srovnání s celou tekutinou planety to je zanedbatelné. Jak je to, že rozšířená, pronikající do naší planety skrze vodu tak vzácně nalezená ve své čisté podobě? Vysvětlete níže.

Dokonalé rozpouštědlo

Odpověď na otázku položenou v předchozí části je neuvěřitelně jednoduchá. Voda má polární molekuly. To znamená, že v každé nejmenší částice této tekutiny nejsou kladné a záporné póly velké, ale oddělené. Zároveň struktury, které vznikají i v kapalné vodě, vytvářejí dodatečné (tzv. Vodíkové) vazby. A celkem dává následující výsledek. Látka vstupující do vody (bez ohledu na to, jaký náboj má) je odebrána kapalinovými molekulami. Každá část rozpuštěné nečistoty je obalená buď negativními nebo pozitivními stranami molekul vody. Tato jedinečná kapalina je tedy schopna rozpouštět velmi velké množství širokého spektra látek.

Pojem hmotnostní frakce v roztoku

Výsledný roztok obsahuje některé nečistoty, které mají název "hmotnostní zlomek". Ačkoli tento výraz není běžný. Dalším běžně používaným termínem je koncentrace. Hmotnostní frakce je určena specifickým poměrem. Nebudeme dát výraz formulace, je to docela jednoduché, budeme lépe vysvětlovat fyzický význam. To je poměr dvou hmotnostních nečistot k roztoku. Hmotnostní zlomek je bezrozměrné množství. Je vyjádřena různými způsoby v závislosti na konkrétních úkolech. To znamená ve zlomcích jednotky, jestliže ve vzorci existuje pouze hmotnostní poměr a v procentech - pokud je výsledek vynásoben 100%.

Rozpustnost

Kromě H 2O se používají i další rozpouštědla. Kromě toho existují látky, které v zásadě nedávají molekulám vodu. Ale snadno se rozpustí v benzínu nebo horké kyselině sírové.

Existují speciální tabulky, které ukazují, kolik materiálu zůstane v kapalině. Tento indikátor se nazývá rozpustnost a závisí na teplotě. Čím vyšší je, tím aktivnější se pohybují atomy nebo molekuly rozpouštědla a tím více nečistot, které může absorbovat.

Možnosti určení podílu rozpuštěné látky v roztoku

Vzhledem k tomu, že úkoly chemiků a technologů, stejně jako inženýři a fyzici mohou být odlišné, je část rozpuštěné látky ve vodě stanovena odlišně. Objemová frakce se vypočítá jako objem nečistot k celkovému objemu roztoku. Použije se další parametr, ale princip zůstává stejný.

Objemová frakce zůstává bezrozměrná, vyjádřená buď ve zlomcích jednotky nebo v procentech. Molarita (jinak nazývaná "koncentrace molárního objemu") je počet molů rozpuštěné látky v daném objemu roztoku. V této definici jsou již zahrnuty dva různé parametry stejného systému a rozměr tohoto množství je jiný. Je vyjádřena v molích na litr. Jen pro případ, připomínáme, že mol je množství látky obsahující přibližně deset až dvacet tři stupňů molekul nebo atomů.

Pojem hmotnostní zlomek prvku

Tato hodnota je nepřímo spojena s řešeními. Hmotnostní zlomek prvku se liší od výše uvedeného konceptu. Jakákoli složitá chemická sloučenina se skládá ze dvou nebo více prvků. Každý má svou vlastní relativní hmotnost. Tato hodnota lze nalézt v chemickém systému Mendeleeva. Zde je uvedeno v nečíselných číslech, ale pro přibližné problémy může být hodnota zaokrouhlena. Složení komplexní látky zahrnuje určitý počet atomů každého typu. Například ve vodě (H ₂ O) existují dva atomy vodíku a jeden kyslík. Poměr mezi relativní hmotností celé látky a daným prvkem v procentech a bude hmotnostní zlomek prvku.

Pojem hmotnostní zlomek výstupu

Pro nezkušeného čtenáře se tyto dvě pojmy mohou zdát blízké. A docela často jsou mezi sebou zmateni. Hmotnostní podíl výstupu se netýká řešení, ale reakcí. Jakýkoli chemický proces vždy probíhá při získávání konkrétních produktů. Jejich výtěžnost se vypočte podle vzorce, v závislosti na reakčních látkách a podmínkách procesu. Na rozdíl od hromadné frakce není tato hodnota tak snadná. Teoretické výpočty nabízejí maximální možné množství látky v reakčním produktu. Praxe však vždy dává mírně nižší hodnotu. Důvody této nesrovnalosti spočívají v distribuci energie i mezi vysoce vyhřívané molekuly.

Tak budou vždy nejčastěji "chladné" částice, které nemohou vstoupit do reakce a zůstat v původním stavu. Fyzickým významem hmotnostního zlomku výstupu je to, jaké procento skutečně získané látky z teoreticky vypočtené hodnoty. Vzorec je neuvěřitelně jednoduchý. Hmotnost prakticky získaného produktu je dělena hmotností prakticky vypočteného, ​​celý výraz je vynásoben sto procenty. Hmotnostní podíl výtěžku je určen počtem molů reakční složky. Nezapomeňte na to. Faktem je, že jeden mol látky je určité množství jejích atomů nebo molekul. Podle zákona o zachování látky nelze získat třicet molekul kyseliny sírové z dvaceti molekul vody, a proto se úlohy počítají tímto způsobem. Z počtu molekul původního komponentu se odvodí teoreticky možná hmotnost pro výsledek. Poté, když bylo známo, kolik reakčního produktu bylo skutečně získáno, hmotnostní podíl výtěžku se stanoví výše popsaným vzorcem.