Che cos'è una frazione di massa?
La frazione di massa è il rapporto di massa che una parte di una molecola, miscela o reazione contribuisce alla massa totale di tutte le sue parti. Le molecole sono gruppi di atomi, le miscele sono gruppi di molecole e le reazioni riorganizzano gli atomi in nuove molecole. Tutti gli atomi e le molecole hanno una massa specifica e quando vengono combinati è spesso utile conoscere la frazione di massa di un atomo o molecola che dà in una miscela o reazione. Esistono diversi modi per trovare la frazione di massa, ma la maggior parte richiede una tavola periodica di elementi e abilità matematiche di base.
Tutti gli esempi di frazioni di massa utilizzano un calcolo delle frazioni. Con le frazioni, è importante pensare a parti del tutto e la frazione di massa di qualsiasi componente è la parte di tutta la massa che costituisce un particolare componente. Ciò porta a dividere la massa di un singolo componente per la massa totale nella molecola o miscela per calcolare la frazione di quel componente, indicata con X f . Nell'acqua ci sono tre atomi: due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Utilizzando la tavola periodica degli elementi per trovare il numero atomico di idrogeno e ossigeno, ogni frazione di massa può essere calcolata e tutte le frazioni sommate dovrebbero sempre essere pari a 1.
Le molecole possono essere combinate in una miscela come acido e acqua. Ciò porta a un calcolo simile che fornisce la frazione di massa di ciascuna molecola invece di ciascun atomo. L'acqua è un solvente comune per l'acido, la cui massa è di 18 unità di massa atomica (amu). Il cloruro di idrogeno è di circa 36 amu ed è spesso aggiunto all'acqua per produrre acido cloridrico. Se una di ciascuna molecola viene aggiunta a una miscela o viene prodotta una miscela uno a uno, la frazione per ciascuna non è ½ poiché il cloruro di idrogeno pesa il doppio dell'acqua per molecola.
Lo stesso esempio può essere usato per mostrare la frazione atomica invece della frazione molecolare. Per calcolare la quantità di massa che determinati atomi contribuiscono alla massa totale, è prima necessario sommare tutti gli stessi atomi e creare un grafico. Nel cloruro di idrogeno, ci sono tre atomi di idrogeno per ogni atomo di ossigeno e cloro. Quando viene calcolata la frazione di massa dell'idrogeno, diventa tre volte il numero atomico diviso per la massa totale, che è di circa 54 amu. In questo esempio, l'idrogeno contribuisce con 0,056 della massa totale perché tre volte 1 amu diviso 54 amu è uguale a 0,056.