تشمل دراسات المعامل والفصول الكيميائية دراسة كتلة العنصر في كل مادة تتكون من عدة عناصر متحدة مع بعضها البعض، وهذه الدراسات تتم إما للأغراض الصناعية أو الأغراض العلمية، وتعد من أهم الأشياء التي يتم دراستها.
نبذة عن نسبة كتلة العنصر
تخبرنا نسبة كتلة العنصر عن النسبة المئوية للعنصر في كل مركب كيميائي، ويتطلب حساب هذه الكتلة حساب النسبة المولية للعنصر في المركب بالجرام أي عدد الجرامات التي يتم استخدامها في كل عنصر في المحلول، ويتم حساب هذه النسبة عن طريق قانون بسيط وهو قسمة كتلة العنصر أو المذاب على الكتلة الكلية للمركب أو المحلول.
معادلة نسبة كتلة العنصر المئوية في المركب
القانون هو: “نسبة الكتلة = (كتلة العنصر الكيميائي ÷ الكتلة الكلية للمركب) × 100”
عند حساب الكتلة المئوية، يجب أن تكون القيمتان مقاستان بالجرام لكتلة العنصر وكتلة المركب الكلية، ويتم حساب الأخيرة بجمع كل الكتل للعناصر الموجودة في المركب.
مثال لحساب كتلة العنصر المئوية بمركب فيري سيانيد البوتاسيوم
كيف يمكننا حساب تركيز كتلة العنصر في المئة لكل عنصر في مركب فيري سيانيد البوتاسيوم (K 3 Fe (CN) 6)؟
الخطوة الأولى لحساب كتلة العنصر المئوية بمركب فيري سيانيد البوتاسيوم
الخطوة الأولي من العملية هي إيجاد الكتلة الذرية لكل عنصر من عناصر الجزيء، ولإيجاد الكتلة الذرية لكل عنصر في جزء فيري سيانيد البوتاسيوم (K 3 Fe (CN) 6) يجب أن نكون على علم بهذه العناصر والرمز الكيميائي لكل منها على حدى وكتلتخها الذرية، هذه العناصر هي النيتروجين والحديد والكربون والبوتاسيوم، سنقوم باستخدام الجدول الدوري :
الكتلة الذرية للبوتاسيوم تساوي 39.10 غرام/مول.
– الكتلة الذرية للحديد هي 55.85 غرام/مول.
– الكتلة الذرية للحديد هي 55.85 غرام/مول.
كتلة الكربون الذرية تساوي 12.01 جرام/مول.
-الكتلة الذرية للنيتروجين هي 14.01 جرام/مول.
الخطوة الثانية لحساب كتلة العنصر المئوية بمركب فيري سيانيد البوتاسيوم
العثور على مزيج شامل من كل عنصر، من خلال تحديد التركيبة الكلية لكل عنصر في المادة، فمثلاً في هذا المثال الذي بين أيدينا فإن جزيء الفيري سيانيد البوتاسيوم (K Fe (CN) 6) يحتوي على ثلاث ذرات بوتاسيوم، وذرة من الحديد، وست ذرات من النيتروجين وست ذرات من الكربون، سنقوم بضرب كل هذه الأرقام حتى نحصل على الكتلة الذرية التي يساهم بها كل عنصر في المادة:
-البوتاسيوم: 3 x 39.10 =117.30
-الحديد:1 x 55.85 =55.85
-الكربون: 6 x 12.01 =72.06
-النيتروجين: 6 × 14.01 =84.06
الخطوة الثالثة لحساب كتلة العنصر المئوية بمركب فيري سيانيد البوتاسيوم
يجب علينا حساب الكتلة الكلية للجزء عن طريق جمع مساهمات الكتلة لكل عنصر وإضافة جميع المساهمات الفردية لكل العناصر معًا للعثور على المجموع الإجمالي
-الكتلة الجزيئية لفيري سيانيد البوتاسيوم: الكتلة الجزيئية للفيريسيانيد البوتاسيوم تساوي 329.27 جم/مول، وهذا يتضمن 117.30 جم/مول + 55.85 جم/مول + 72.06 جم/مول + 84.06 جم/مول
الخطوة الرابعة لحساب كتلة العنصر المئوية بمركب فيري سيانيد البوتاسيوم
لحساب النسبة المئوية لكل عنصر في المادة، يتم تقسيم كتلة العنصر المساهم بها على الكتلة الجزيئية للمادة، وبعد ذلك يتم ضرب الناتج في 100% لتحويله إلى النسبة المئوية.
النسبة المئوية لكتلة البوتاسيوم تُحسب عن طريق قسمة كتلة المساهمة للبوتاسيوم في جزيء فيري سيانيد البوتاسيوم علىالكتلة الجزيئية الإجمالية للجزيء، ثم ضرب الناتج في 100٪.
(117.30 جم / مول) / (329.27 جم / مول) × 100% = 0.3562 × 100 = 35.62%
يتم حساب النسبة المئوية لكتلة الحديد عن طريق ضرب كتلة المساهمة للحديد في كتلة جزيء فيري سيانيد البوتاسيوم، ومن ثم ضرب الناتج في 100%.
(55.85 جم/مول) / (329.27 جم/مول) × 100% = 16.96%
لحساب النسبة المئوية لكتلة الكربون، يتم ضرب كتلة المساهمة للكربون على الكتلة الجزيئية لجزيء فيريسيانيد البوتاسيوم ويتم ضربالناتج في 100%.
72.06 جم/مول ÷ 329.27 جم/مول × 100% = 21.88%
– يتم حساب النسبة المئوية لكتلة النيتروجين بقسمة كتلة المساهمة للنيتروجين في جزيء فيري سيانيد البوتاسيوم على الكتلة الجزيئية للجزيء ومن ثم ضرب الناتج في 100%.
(84.06 جم/مول) / (329.27 جم/مول) × 100% = 25.53%