Wat is een massafractie?

De massafractie is de massaverhouding die een deel van een molecuul, mengsel of reactie bijdraagt ​​aan de totale massa van al zijn delen. Moleculen zijn groepen van atomen, mengsels zijn groepen van moleculen en reacties herschikken atomen in nieuwe moleculen. Alle atomen en moleculen hebben een specifieke massa, en wanneer ze worden gecombineerd, is het vaak nuttig om de massafractie van een gevend atoom of molecuul in een mengsel of reactie te kennen. Er zijn verschillende manieren om de massafractie te vinden, maar de meeste hebben een periodiek systeem van elementen en elementaire wiskundige vaardigheden nodig.

Alle voorbeelden van massafracties gebruiken een fractieberekening. Bij breuken is het belangrijk om aan delen van het geheel te denken, en de massafractie van een component is het deel van de hele massa dat een bepaalde component vormt. Dit leidt tot het delen van de massa van een enkele component door de totale massa in het molecuul of mengsel om de fractie van die component te berekenen, aangeduid als _Xf . In water zijn er drie atomen: twee waterstofatomen en een zuurstofatoom. Met behulp van het periodiek systeem van elementen om het atoomnummer van waterstof en zuurstof te vinden, kan elke massafractie worden berekend en moeten alle opgetelde fracties altijd gelijk zijn aan 1.

Moleculen kunnen worden gecombineerd in een mengsel zoals zuur en water. Dit leidt tot een vergelijkbare berekening die de massafractie van elk molecuul geeft in plaats van elk atoom. Water is een gebruikelijk oplosmiddel voor zuur, waarvan de massa 18 atomaire massa-eenheden (amu) is. Waterstofchloride is ongeveer 36 amu en wordt vaak aan water toegevoegd om zoutzuur te maken. Als één van elke molecule aan een mengsel wordt toegevoegd, of een één-op-één mengsel wordt gemaakt, is de fractie voor elk niet ½ omdat waterstofchloride twee keer zoveel weegt als water per molecule.

Hetzelfde voorbeeld kan worden gebruikt om de atoomfractie te tonen in plaats van de moleculaire fractie. Om de hoeveelheid massa te berekenen die bepaalde atomen bijdragen aan de totale massa, moeten eerst alle dezelfde atomen worden opgeteld en een grafiek worden gemaakt. In waterstofchloride zijn er drie waterstofatomen voor elk zuurstof- en chlooratoom. Wanneer de massafractie van waterstof wordt berekend, wordt deze driemaal het atoomnummer gedeeld door de totale massa, die ongeveer 54 amu is. In dit voorbeeld draagt ​​waterstof 0,056 van de totale massa bij, omdat driemaal 1 amu gedeeld door 54 amu gelijk is aan 0,056.