حاسبة النسبة المئوية للتركيب - أداة النسبة المئوية الكتلية

ما هو التركيب المئوي؟

التركيب المئوي هو كتلة جزء واحد من مادة، معبَّراً عنها كنسبة مئوية من الكتلة الكلية. تأخذ حاسبة التركيب المئوي الكتلة الكلية وكتلة كل مكوّن، ثم تبيّن حصة كل مكوّن من الكتلة الكلية.

يستخدم الكيميائيون هذا المفهوم للتحقق من مكوّنات عينة مجهولة. ويستخدمه المصنّعون للتأكد من أن دفعة ما تطابق وصفتها. ويمكن لأي شخص يقارن كتل المكوّنات أو السبيكة بكتلتها الكلية استخدام الطريقة نفسها.

صيغة التركيب المئوي

$\text{التركيب المئوي} = \frac{\text{كتلة المكوّن}}{\text{الكتلة الكلية}} \times 100\%$

بمصطلحات النظام الدولي للوحدات، هذا هو الكسر الكتلي: كتلة المادة B مقسومة على كتلة الخليط، مكتوبًا في صورة نسبة مئوية. ويجب أن تكون كتلة المكوّن والكتلة الكلية بالوحدة نفسها، وهي عادةً الغرام. والنتيجة نسبة مئوية: أي كم جزءًا من 100 يسهم به ذلك المكوّن في المجموع.

كيفية حساب التركيب المئوي

1. اقسم كتلة المكوّن على الكتلة الكلية.
2. اضرب الناتج في 100 لتحويله إلى نسبة مئوية.
3. قرّب إلى عدد معقول من المنازل العشرية (تقرّب هذه الحاسبة إلى منزلتين).

مثال محلول

تزن عينة 100 غرام. وتحتوي على 40 غراماً من الكربون.

$\frac{40\text{ g}}{100\text{ g}} \times 100\% = 40\%$

يشكّل الكربون 40% من كتلة العينة.

كيفية تعامل هذه الحاسبة مع الكتلة الكلية

تحتوي هذه الحاسبة على حقلين منفصلين للإدخال: حقل الكتلة الكلية وحقل كتلة لكل مكوّن. ولا تجمع كتل المكوّنات نيابةً عنك، ولا تفرض أن يكون مجموع النتائج 100%. تُحسب كل نسبة مئوية بقسمة كتلة المكوّن على القيمة الموجودة في حقل الكتلة الكلية.

هذا مهم عندما لا تساوي كتل المكوّنات الكتلة الكلية. فمثلاً، أدخل كتلة كلية مقدارها 100 غرام، ثم أضف مكوّنين: الكربون بكتلة 30 غرام والهيدروجين بكتلة 30 غرام. تعرض الحاسبة 30% لكل منهما، ويكون مجموع النسبتين 60% لا 100%، لأن المكوّنين لا يمثلان سوى 60 غرام من الكتلة الكلية البالغة 100 غرام.

للحصول على نسب مئوية مجموعها 100%، اجعل قيمة حقل الكتلة الكلية مساوية لمجموع كتل المكوّنات. وهذا أمر معتاد في العمل المخبري: إذا كانت عينة تزن 150 غرام، وكشف التحليل عن 135 غرام من النحاس و15 غرام من القصدير، فإن إدخال 150 بوصفها الكتلة الكلية يعطي 90% من النحاس و10% من القصدير، ومجموعهما 100% لأن كل غرام قد حُسِب.

إذا تجاوزت نسبة مكوّن واحد 100%، فهذا يعني أن الكتلة المُدخلة لذلك المكوّن أكبر من الكتلة الكلية. وبما أن الجزء لا يمكن أن يفوق الكل الذي ينتمي إليه، فهذا يعني عادةً أن الكتلة الكلية أو كتلة المكوّن أُدخلت بصورة غير صحيحة.

إيجاد التركيب المئوي من صيغة كيميائية

تعمل هذه الحاسبة انطلاقاً من الكتل المتاحة لديك. أما إذا كنت تبدأ من صيغة كيميائية، فعليك أولاً حساب الكتلة التي يساهم بها كل عنصر:

1. ابحث عن الكتلة المولية لكل عنصر في الصيغة.
2. اضرب الكتلة المولية لكل عنصر في عدد ذراته الموجودة في الصيغة.
3. اجمع هذه القيم للحصول على الكتلة المولية الكلية للمركّب.
4. اقسم مساهمة كل عنصر من الكتلة على الكتلة المولية الكلية، ثم اضرب في 100.

بالنسبة إلى الماء (H₂O)، وباستخدام الأوزان الذرية القياسية البالغة 1.008 للهيدروجين و15.999 للأكسجين، تكون الكتلة المولية 18.015 غرام/مول. ويسهم الهيدروجين بمقدار 2 × 1.008 = 2.016 غرام/مول، أي 11.19% من المجموع. ويسهم الأكسجين بمقدار 15.999 غرام/مول، أي 88.81% من المجموع. وبعد معرفة هذه الكتل يمكن إدخالها في الحاسبة بوصفها كتل المكوّنات، مع إدخال الكتلة المولية بوصفها الكتلة الكلية.

التركيب المئوي في التطبيقات العملية

• الكيمياء. تكشف مقارنة تركيب مركّب مُصنَّع بالتركيب الذي تتنبأ به صيغته ما إذا كان التفاعل قد أنتج المادة المطلوبة.
• علم الفلزات. تُعرَّف السبائك بالنسب المئوية لمكوّناتها. فالبرونز مثلًا يتألف في معظمه من النحاس مع حصة أصغر من القصدير، وتُحدَّد كل درجة من البرونز بنسبها المئوية الكتلية.
• المستحضرات الصيدلانية. يتحقق المصنّعون من بقاء المادة الفعالة ضمن نطاق النسبة المئوية المعتمد في كل دفعة.

طرق أخرى للتعبير عن التركيب

النسبة المئوية الكتلية ليست الطريقة الوحيدة لوصف مكوّنات الخليط. تقارن النسبة المئوية المولية أعداد الجزيئات بدلاً من الكتلة، وهي شائعة في كيمياء التفاعلات. أما النسبة المئوية الحجمية، التي تظهر على ملصقات المشروبات في عبارات مثل «40% كحول»، فهي معيارية للسوائل. وتُستخدم أجزاء في المليون (ppm) للكميات الضئيلة جداً، مثل الملوثات في الماء. أما المولارية، أي عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول، فهي وحدة القياس المعيارية لمحاليل المختبر. ويعتمد اختيار الطريقة على كيفية قياس المادة.

الأسئلة الشائعة

ما هو التركيب المئوي؟

هو كتلة أحد مكوّنات المادة مقسومة على الكتلة الكلية، معبَّراً عنها كنسبة مئوية. ويبيّن مقدار مساهمة كل جزء في الكتلة الكلية.

ما صيغة التركيب المئوي؟

التركيب المئوي = (كتلة المكوّن ÷ الكتلة الكلية) × 100%. يجب أن تكون الكتلتان بالوحدة نفسها.

هل تطبّع هذه الحاسبة كتل المكوّنات بحيث يصل مجموعها دائماً إلى 100%؟

لا. فهي تقسم كتلة كل مكوّن على القيمة المُدخلة في حقل الكتلة الكلية. وإذا لم يصل مجموع كتل المكوّنات إلى تلك الكتلة الكلية، فلن يصل مجموع النسب المئوية إلى 100% أيضاً. وللحصول على نسب مجموعها 100%، اجعل الكتلة الكلية مساوية لمجموع كتل المكوّنات.

هل يمكن أن تتجاوز النسبة المئوية 100%؟

نعم، إذا أُدخلت كتلة مكوّن أكبر من الكتلة الكلية. وبما أن المكوّن لا يمكن أن يزن أكثر من العينة الكلية التي يمثل جزءاً منها، فإن النتيجة التي تتجاوز 100% تشير عادةً إلى خطأ في إدخال الكتلة الكلية أو كتلة أحد المكوّنات.

كيف يُستخرج التركيب المئوي من صيغة كيميائية؟

احسب الكتلة المولية للمركّب، وحدد مقدار الكتلة التي يساهم بها كل عنصر استناداً إلى عدد ذراته، ثم اقسم مساهمة كل عنصر على الكتلة المولية الكلية واضرب في 100. راجع مثال الماء أعلاه.

ما الوحدات التي ينبغي استخدامها؟

تصلح أي وحدة كتلة، ما دامت كل المكوّنات والكتلة الكلية بالوحدة نفسها. والغرام هو الخيار المعتاد في الأعمال المختبرية. أما خلط الوحدات، كإدخال بعض الكتل بالغرام والكتلة الكلية بالكيلوغرام، فيعطي نسبًا مئوية خاطئة.

ما الفرق بين التركيب المئوي والمردود المئوي؟

يصف التركيب المئوي مكوّنات المادة. أما المردود المئوي فيصف كمية الناتج التي أنتجها التفاعل فعلياً مقارنةً بالكمية القصوى الممكنة. كلاهما نسب مئوية، لكنهما يقيسان أمرين مختلفين.

المراجع

1. المعهد الوطني للمعايير والتقنية. NIST Guide to the SI, Chapter 8. دليل NIST للنظام الدولي للوحدات، الفصل 8 — الكسر الكتلي للمادة B: كتلة المادة B مقسومة على كتلة الخليط، wB = mB/m (القسم 8.6.10).
2. لجنة الوفرة النظيرية والأوزان الذرية (IUPAC). Abridged Standard Atomic Weights. الأوزان الذرية القياسية المختصرة من CIAAW — الهيدروجين 1.0080 ± 0.0002؛ الأكسجين 15.999 ± 0.001.