Задача 1
Описать качественный и количественный состав и рассчитать массовые доли элементов: оксид железа(III), гидроксид алюминия, гидрокарбонат кальция, гидроксокарбонат меди(II), карбонат натрия.
Решение
Массовая доля элемента: \(w(\mathrm{Э}) = \dfrac{n \cdot A_r(\mathrm{Э})}{M_r}\), где \(n\) — число атомов элемента в формуле.
Оксид железа(III) \(\mathrm{Fe_2O_3}\): качественный состав — Fe и O; количественный — 2 атома Fe и 3 атома O. \(M_r = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 160\). \(w(\mathrm{Fe}) = \dfrac{112}{160} = 0{,}70\); \(w(\mathrm{O}) = \dfrac{48}{160} = 0{,}30\).
Гидроксид алюминия \(\mathrm{Al(OH)_3}\): Al, O, H; 1 атом Al, 3 атома O, 3 атома H. \(M_r = 27 + 3 \cdot 17 = 78\). \(w(\mathrm{Al}) = \dfrac{27}{78} \approx 0{,}346\); \(w(\mathrm{O}) = \dfrac{48}{78} \approx 0{,}615\); \(w(\mathrm{H}) = \dfrac{3}{78} \approx 0{,}038\).
Гидрокарбонат кальция \(\mathrm{Ca(HCO_3)_2}\): Ca, H, C, O; 1 атом Ca, 2 атома H, 2 атома C, 6 атомов O. \(M_r = 40 + 2 \cdot 61 = 162\). \(w(\mathrm{Ca}) = \dfrac{40}{162} \approx 0{,}247\); \(w(\mathrm{H}) = \dfrac{2}{162} \approx 0{,}012\); \(w(\mathrm{C}) = \dfrac{24}{162} \approx 0{,}148\); \(w(\mathrm{O}) = \dfrac{96}{162} \approx 0{,}593\).
Гидроксокарбонат меди(II) \(\mathrm{(CuOH)_2CO_3}\): Cu, O, H, C; 2 атома Cu, 5 атомов O, 2 атома H, 1 атом C. \(M_r = 2 \cdot 81 + 60 = 222\). \(w(\mathrm{Cu}) = \dfrac{128}{222} \approx 0{,}577\); \(w(\mathrm{O}) = \dfrac{80}{222} \approx 0{,}360\); \(w(\mathrm{H}) = \dfrac{2}{222} \approx 0{,}009\); \(w(\mathrm{C}) = \dfrac{12}{222} \approx 0{,}054\).
Карбонат натрия \(\mathrm{Na_2CO_3}\): Na, C, O; 2 атома Na, 1 атом C, 3 атома O. \(M_r = 46 + 12 + 48 = 106\). \(w(\mathrm{Na}) = \dfrac{46}{106} \approx 0{,}434\); \(w(\mathrm{C}) = \dfrac{12}{106} \approx 0{,}113\); \(w(\mathrm{O}) = \dfrac{48}{106} \approx 0{,}453\).
Проверка: в каждом веществе сумма долей равна 100 %. Строго говоря, массовые доли описывают количественный состав, а качественный — это перечень элементов.
Ответ
Массовая доля элемента равна массе его атомов в формуле, делённой на относительную молекулярную массу вещества.
Подробнее — в теме «Классификация неорганических соединений».