Co to jest ułamek masowy?

Frakcja masowa to stosunek masy, w którym jedna część cząsteczki, mieszaniny lub reakcji przyczynia się do całkowitej masy wszystkich jej części. Cząsteczki to grupy atomów, mieszaniny to grupy cząsteczek, a reakcje przestawiają atomy na nowe cząsteczki. Wszystkie atomy i cząsteczki mają określoną masę, a gdy się je łączy, często przydatne jest poznanie ułamka masowego podającego atomu lub cząsteczki w mieszaninie lub reakcji. Jest kilka sposobów na znalezienie frakcji masowej, ale większość z nich potrzebuje okresowego układu elementów i podstawowych umiejętności matematycznych.

Wszystkie przykłady ułamków masowych wykorzystują obliczenia ułamkowe. W przypadku frakcji ważne jest, aby myśleć o częściach całości, a ułamek masowy dowolnego składnika jest częścią całej masy, którą tworzy dany składnik. Prowadzi to do podzielenia masy pojedynczego składnika przez całkowitą masę w cząsteczce lub mieszaninie w celu obliczenia frakcji tego składnika, oznaczonej _Xf . W wodzie są trzy atomy: dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu. Wykorzystując układ okresowy pierwiastków do znalezienia liczby atomowej wodoru i tlenu, można obliczyć każdą frakcję masową, a wszystkie ułożone razem frakcje powinny zawsze być równe 1.

Cząsteczki można łączyć w mieszaninę taką jak kwas i woda. Prowadzi to do podobnych obliczeń, które dają ułamek masowy każdej cząsteczki zamiast każdego atomu. Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem kwasu, którego masa wynosi 18 atomowych jednostek masy (amu). Chlorowodór ma około 36 amu i często dodaje się go do wody w celu wytworzenia kwasu solnego. Jeśli jedna z każdej cząsteczki zostanie dodana do mieszaniny lub powstanie mieszanina jeden do jednego, ułamek dla każdej z nich nie wynosi ½, ponieważ chlorowodór waży dwa razy więcej niż woda na cząsteczkę.

Ten sam przykład można zastosować do pokazania frakcji atomowej zamiast frakcji molekularnej. Aby obliczyć masę niektórych atomów, które mają wpływ na masę całkowitą, należy najpierw dodać te same atomy i sporządzić wykres. W chlorowodorze każdy atom tlenu i chloru ma trzy atomy wodoru. Po obliczeniu ułamka masowego wodoru staje się trzykrotnością liczby atomowej podzielonej przez masę całkowitą, która wynosi około 54 amu. W tym przykładzie wodór stanowi 0,056 masy całkowitej, ponieważ trzy razy 1 amu podzielone przez 54 amu jest równe 0,056.