Procentinės sudėties skaičiuoklė - Masės Procentų Įrankis

Kas yra procentinė sudėtis?

Procentinė sudėtis – tai vieno komponento masė, išreikšta procentais nuo bendros masės. Procentinės sudėties skaičiuoklė priima bendrą masę ir kiekvieno komponento masę, tada parodo, kokią bendros masės dalį sudaro kiekvienas komponentas.

Chemikai ją naudoja nežinomo mėginio sudėčiai nustatyti. Gamintojai ją naudoja norėdami patikrinti, ar pagaminta partija atitinka receptūrą. Tą patį metodą gali taikyti kiekvienas, lyginantis sudedamųjų dalių ar lydinio mases su viso mišinio mase.

Procentinės sudėties formulė

$P = \frac{m}{M} \times 100\%$

čia P yra procentinė sudėtis, m – komponento masė, o M – bendra masė.

Komponento ir bendroji masė turi būti išreikštos tais pačiais vienetais, paprastai gramais. Rezultatas išreiškiamas procentais: kiek dalių iš 100 sudaro tas komponentas bendroje masėje.

Kaip apskaičiuoti procentinę sudėtį

1. Padalykite komponento masę iš bendros masės.
2. Padauginkite rezultatą iš 100, kad paverstumėte jį procentais.
3. Suapvalinkite rezultatą. Ši skaičiuoklė apvalina iki dviejų skaitmenų po kablelio, o mažesnei nei 0,005 % daliai vietoj to išlaiko du reikšminius skaitmenis, todėl nedidelio kiekio komponentas niekada nepateikiamas kaip 0 %. Vienas gramas iš milijono gramų rodomas kaip 0,0001 %.

Išspręstas pavyzdys

Mėginys sveria 100 gramų. Jame yra 40 gramų anglies.

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

Anglis sudaro 40 % mėginio masės.

Kaip ši skaičiuoklė tvarko bendrą masę

Ši skaičiuoklė turi du atskirus įvesties laukus: Bendra masė ir kiekvieno komponento masės lauką. Ji nesumuoja komponentų masių už jus ir neverčia rezultatų sudaryti 100 %. Kiekvienas procentas apskaičiuojamas komponento masę padalijus iš reikšmės, įrašytos lauke Bendra masė.

Tai svarbu, kai komponentų masių suma nesutampa su bendra mase. Pavyzdžiui, įveskite bendrą masę 100 g, tada pridėkite du komponentus: anglį, kurios masė 30 g, ir vandenilį, kurio masė 30 g. Skaičiuoklė kiekvienam parodys 30 %, o šių dviejų procentų suma bus 60 %, ne 100 %, nes komponentai sudaro tik 60 g iš bendros 100 g masės.

Norėdami gauti procentus, kurių suma lygi 100 %, lauke Bendra masė įrašykite komponentų masių sumą. Laboratoriniame darbe tai įprasta: jei mėginys sveria 150 g, o atlikus analizę nustatoma 135 g vario ir 15 g alavo, kaip bendrą masę įvedus 150 gaunama, kad vario yra 90 %, o alavo – 10 %. Jų suma lygi 100 %, nes apskaitytas kiekvienas gramas.

Jei vieno komponento procentinė dalis viršija 100 %, įvesta to komponento masė yra didesnė už bendrą masę. Kadangi dalis negali sverti daugiau už visumą, kuriai priklauso, paprastai tai reiškia, kad neteisingai įvesta bendra masė arba komponento masė.

Rezultatų sąraše ir skritulinėje diagramoje rodomi tik komponentai, kurių masė didesnė už nulį. Tuščias komponentas arba komponentas, kurio masė lygi nuliui, praleidžiamas.

Procentinės sudėties nustatymas pagal cheminę formulę

Ši skaičiuoklė naudoja jau turimas mases. Jei pradedate nuo cheminės formulės, pirmiausia turite apskaičiuoti, kokią masę sudaro kiekvienas elementas:

1. Raskite kiekvieno formulėje esančio elemento molinę masę.
2. Kiekvieno elemento molinę masę padauginkite iš to elemento atomų skaičiaus formulėje.
3. Sudėkite šias reikšmes, kad gautumėte junginio bendrą molinę masę.
4. Kiekvieno elemento indėlio į masę dalį padalykite iš bendros molinės masės, tada padauginkite iš 100.

Vandens (H₂O) molinė masė, naudojant standartines atomines mases – maždaug 1,008 vandeniliui ir 15,999 deguoniui, yra 18,015 g/mol. Vandenilis sudaro 2 × 1,008 = 2,016 g/mol, tai yra 11,19 % bendros masės. Deguonis sudaro 15,999 g/mol, tai yra 88,81 % bendros masės. Nustačius šias mases, jas galima įvesti į skaičiuoklę kaip komponentų mases, o molinę masę – kaip bendrą masę.

Procentinė sudėtis praktikoje

• Chemija. Palyginus susintetinto junginio išmatuotą sudėtį su ta, kurią numato jo formulė, galima nustatyti, ar reakcijos metu gautas numatytas junginys.
• Metalurgija. Lydiniai apibrėžiami pagal jų komponentų procentines dalis. Pavyzdžiui, bronzą paprastai sudaro 88–95% vario ir 5–12% alavo; į šį intervalą nepatenkantis mėginys yra kitas lydinys arba yra užterštas.
• Farmacija. Gamintojai tikrina, ar kiekvienoje partijoje veikliosios medžiagos kiekis patenka į patvirtintą procentinį intervalą.
• Maisto produktų ženklinimas. Etiketėje nurodytas teiginys „20 % baltymų“ grindžiamas baltymų masės ir bendros maisto produkto masės santykiu.

Kiti sudėties išraiškos būdai

Masės procentinė dalis nėra vienintelis būdas mišinio sudėčiai apibūdinti. Molinė procentinė dalis lygina molekulių skaičių, o ne masę, ir dažnai naudojama reakcijų chemijoje. Tūrio procentinė dalis, gėrimų etiketėse nurodoma, pavyzdžiui, kaip „40 % alkoholio“, yra įprasta skysčiams. Milijoninės dalys (ppm) naudojamos labai mažiems pėdsakiniams kiekiams, pavyzdžiui, teršalams vandenyje, nurodyti. Molinė koncentracija, t. y. ištirpusios medžiagos molių skaičius litre tirpalo, yra standartinis laboratorinių tirpalų koncentracijos matas. Pasirinkimas priklauso nuo to, kaip buvo išmatuota medžiaga.

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra procentinė sudėtis?

Tai vieno komponento masė, padalyta iš bendros masės ir išreikšta procentais. Ji parodo, kokią bendros masės dalį sudaro kiekvienas komponentas.

Kokia yra procentinės sudėties formulė?

Procentinė sudėtis yra $P = \frac{m}{M} \times 100\%$, čia P yra procentinė dalis, m – komponento masė, o M – bendra masė. Abi masės turi būti išreikštos tais pačiais vienetais.

Ar ši skaičiuoklė normalizuoja komponentų mases, kad jų suma visada būtų 100 %?

Ne. Ji kiekvieno komponento masę dalija iš reikšmės, įrašytos lauke Bendra masė. Jei komponentų masių suma nesutampa su šia bendra mase, procentų suma taip pat nebus 100 %. Norėdami gauti procentus, kurių suma lygi 100 %, nustatykite bendrą masę lygią komponentų masių sumai.

Ar procentinė dalis gali viršyti 100 %?

Taip, jei komponento masė įvesta didesnė už bendrą masę. Kadangi komponentas negali sverti daugiau už visą mėginį, kurio dalis jis yra, didesnis nei 100 % rezultatas paprastai rodo bendros masės arba komponento masės įvedimo klaidą.

Kaip nustatyti procentinę sudėtį pagal cheminę formulę?

Apskaičiuokite junginio molinę masę, nustatykite kiekvieno elemento indėlį į masę pagal jo atomų skaičių, tada kiekvieno elemento indėlį padalykite iš bendros molinės masės ir padauginkite iš 100. Žr. pirmiau pateiktą vandens pavyzdį.

Kokius vienetus reikėtų naudoti?

Šios skaičiuoklės masės laukų žymos nurodytos gramais, o rezultatuose kiekvieno komponento masė taip pat pateikiama gramais. Skaičiavimas yra santykis, todėl bet kuris kitas masės vienetas duos tą pačią procentinę dalį, jei visi komponentai ir bendra masė bus išreikšti tuo pačiu vienetu. Maišant vienetus, pavyzdžiui, kai kai kurios masės įvedamos gramais, o bendra masė – kilogramais, gaunamos neteisingos procentinės dalys.

Kuo skiriasi procentinė sudėtis ir procentinė išeiga?

Procentinė sudėtis apibūdina, iš ko sudaryta medžiaga. Procentinė išeiga parodo, kiek produkto faktiškai gauta reakcijos metu, palyginti su didžiausiu įmanomu kiekiu. Abiem atvejais naudojami procentai, tačiau matuojami skirtingi dalykai.

Šaltiniai

1. Tarptautinė grynosios ir taikomosios chemijos sąjunga. IUPAC cheminės terminijos sąvadas (vadinamoji "Gold Book").
2. Nacionalinis standartų ir technologijų institutas. NIST atominės masės ir izotopinės sudėtys.
3. Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9-asis leidimas). W. H. Freeman and Company.
4. Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J. ir Woodward, P. M. (2017). Chemistry: The Central Science (14-asis leidimas). Pearson.