Calculator de Compoziție Procentuală - Instrument de Procent de Masă

Ce este compoziția procentuală?

Compoziția procentuală este masa unei părți a unei substanțe, exprimată ca procent din masa totală. Un calculator pentru compoziția procentuală primește masa totală și masa fiecărei componente, apoi indică ce parte din total reprezintă fiecare componentă.

Chimiștii o folosesc pentru a verifica din ce este alcătuită o probă necunoscută. Producătorii o folosesc pentru a confirma că un lot corespunde rețetei sale. Oricine compară masele ingredientelor sau ale componentelor unui aliaj cu masa totală poate folosi aceeași metodă.

Formula compoziției procentuale

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

unde P este compoziția procentuală, m este masa componentei, iar M este masa totală.

Masa componentei și masa totală trebuie exprimate în aceeași unitate, de obicei în grame. Rezultatul este un procent: câte părți din 100 reprezintă componenta respectivă din total.

Cum se calculează compoziția procentuală

1. Împarte masa componentei la masa totală.
2. Înmulțește rezultatul cu 100 pentru a-l transforma într-un procent.
3. Rotunjește rezultatul. Acest calculator rotunjește la două zecimale și păstrează în schimb două cifre semnificative pentru o proporție mai mică de 0,005 %, astfel încât o componentă în cantitate mică să nu fie niciodată afișată ca 0 %. Un gram într-un milion de grame este afișat ca 0,0001 %.

Exemplu de calcul

O probă cântărește 100 grame. Conține 40 grame de carbon.

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

Carbonul reprezintă 40 % din masa probei.

Cum gestionează acest calculator masa totală

Acest calculator are două câmpuri de introducere separate: un câmp Masă totală și câte un câmp pentru masa fiecărei componente. Nu adună masele componentelor în locul dvs. și nu obligă rezultatele să însumeze 100 %. Fiecare procent este calculat ca masa componentei împărțită la valoarea introdusă în câmpul Masă totală.

Acest lucru contează atunci când masele componentelor nu însumează masa totală. De exemplu, introduceți o masă totală de 100 g, apoi adăugați două componente: carbon în cantitate de 30 g și hidrogen în cantitate de 30 g. Calculatorul afișează 30 % pentru fiecare, iar cele două procente însumează 60 %, nu 100 %, deoarece componentele reprezintă doar 60 g din totalul de 100 g.

Pentru a obține procente care însumează 100 %, setați câmpul Masă totală la suma maselor componentelor. Acest lucru este normal în activitatea de laborator: dacă o probă cântărește 150 g, iar analiza identifică 135 g de cupru și 15 g de staniu, introducerea valorii 150 ca masă totală dă 90 % cupru și 10 % staniu, ceea ce însumează 100 % deoarece fiecare gram a fost contabilizat.

Dacă procentul unei singure componente depășește 100 %, masa introdusă pentru componenta respectivă este mai mare decât masa totală. Deoarece o parte nu poate cântări mai mult decât întregul din care face parte, acest lucru înseamnă de obicei că masa totală sau masa componentei a fost introdusă greșit.

În lista rezultatelor și în diagrama circulară apar doar componentele cu o masă mai mare decât zero. O componentă lăsată necompletată sau căreia i se atribuie masa zero este omisă.

Determinarea compoziției procentuale pe baza unei formule chimice

Acest calculator folosește mase pe care le aveți deja. Dacă porniți de la o formulă chimică, trebuie mai întâi să determinați masa adusă de fiecare element:

1. Căutați masa molară a fiecărui element din formulă.
2. Înmulțiți masa molară a fiecărui element cu numărul de atomi ai acestuia din formulă.
3. Adunați valorile pentru a obține masa molară totală a compusului.
4. Împărțiți contribuția masică a fiecărui element la masa molară totală, apoi înmulțiți cu 100.

Pentru apă (H₂O), folosind mase atomice standard de aproximativ 1,008 pentru hidrogen și 15,999 pentru oxigen, masa molară este 18,015 g/mol. Hidrogenul contribuie cu 2 × 1,008 = 2,016 g/mol, ceea ce reprezintă 11,19 % din total. Oxigenul contribuie cu 15,999 g/mol, ceea ce reprezintă 88,81 % din total. După determinarea acestor mase, ele pot fi introduse în calculator ca mase ale componentelor, iar masa molară poate fi introdusă ca masă totală.

Compoziția procentuală în practică

• Chimie. Compararea compoziției măsurate a unui compus sintetizat cu compoziția prevăzută de formula sa arată dacă reacția a produs substanța dorită.
• Metalurgie. Aliajele sunt definite prin procentele componentelor lor. Bronzul, de exemplu, conține de obicei 88–95% cupru și 5–12% staniu; o probă din afara acestui interval este un alt aliaj sau este contaminată.
• Produse farmaceutice. Producătorii verifică dacă substanța activă se menține în intervalul procentual aprobat pentru fiecare lot.
• Etichetarea alimentelor. O etichetă care declară „20 % proteine” se bazează pe masa proteinelor împărțită la masa totală a alimentului.

Alte moduri de exprimare a compoziției

Procentul masic nu este singurul mod de a descrie ce conține un amestec. Procentul molar compară numărul de molecule, nu masa, și este utilizat frecvent în chimia reacțiilor. Procentul volumic, întâlnit pe etichetele băuturilor sub forme precum „40 % alcool”, este standard pentru lichide. Părțile per milion (ppm) sunt folosite pentru cantități foarte mici, de exemplu pentru contaminanți din apă. Molaritatea, adică numărul de moli de solut pe litru de soluție, este unitatea standard pentru soluțiile de laborator. Alegerea depinde de modul în care a fost măsurată substanța.

Întrebări frecvente

Ce este compoziția procentuală?

Este masa unei componente a unei substanțe împărțită la masa totală și exprimată ca procent. Arată cât contribuie fiecare parte la masa totală.

Care este formula compoziției procentuale?

Compoziția procentuală este $P = \frac{m}{M} \times 100\%$, unde P este procentul, m este masa componentei, iar M este masa totală. Ambele mase trebuie exprimate în aceeași unitate.

Normalizează acest calculator masele componentelor astfel încât acestea să însumeze întotdeauna 100 %?

Nu. Împarte masa fiecărei componente la valoarea introdusă în câmpul Masă totală. Dacă masele componentelor nu însumează această valoare, nici procentele nu vor însuma 100 %. Pentru a obține procente care însumează 100 %, setați masa totală egală cu suma maselor componentelor.

Poate un procent să depășească 100 %?

Da, dacă masa introdusă pentru o componentă este mai mare decât masa totală. Deoarece o componentă nu poate cântări mai mult decât întreaga probă din care face parte, un rezultat mai mare de 100 % indică de obicei o eroare de introducere a masei totale sau a masei unei componente.

Cum se determină compoziția procentuală pe baza unei formule chimice?

Determinați masa molară a compusului, calculați contribuția masică a fiecărui element pe baza numărului său de atomi, apoi împărțiți contribuția fiecărui element la masa molară totală și înmulțiți cu 100. Consultați exemplul cu apa de mai sus.

Ce unități trebuie folosite?

Câmpurile pentru masă ale acestui calculator sunt etichetate în grame, iar rezultatele repetă masa fiecărei componente în grame. Calculul este un raport, astfel încât orice altă unitate de masă dă același procent, cu condiția ca toate componentele și masa totală să fie exprimate în aceeași unitate. Amestecarea unităților, de exemplu introducerea unor mase în grame și a masei totale în kilograme, dă procente greșite.

Care este diferența dintre compoziția procentuală și randamentul procentual?

Compoziția procentuală descrie din ce este alcătuită o substanță. Randamentul procentual descrie cantitatea de produs obținută efectiv într-o reacție, comparativ cu cantitatea maximă posibilă. Ambele sunt procente, dar măsoară lucruri diferite.

Referințe

1. Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată. Compendiul IUPAC de terminologie chimică ("Gold Book").
2. Institutul Național de Standarde și Tehnologie. Mase atomice și compoziții izotopice NIST.
3. Harris, D. C. (2015). Analiză chimică cantitativă (ediția a 9-a). W. H. Freeman and Company.
4. Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J. și Woodward, P. M. (2017). Chemistry: The Central Science (ediția a 14-a). Pearson.