パーセント組成から最も簡単な式を計算する

化学サンプルの問題と解決策

ティフォンイメージ/ゲッティイメージズ

これは加工品です 例の化学の問題 を計算する パーセント構成からの最も単純な式 .

パーセント合成問題からの最も簡単な式

ビタミンC 炭素、水素、酸素の 3 つの要素が含まれています。純粋なビタミン C の分析は、元素が次の質量パーセントで存在することを示しています。

• C = 40.9
• H = 4.58
• O = 54.5

データを使用して、ビタミン C の最も簡単な式を決定します。

解決

元素の比率と式を求めるために、各元素のモル数を求めたいと思います。計算を簡単にするために (つまり、パーセンテージを直接グラムに変換します)、100 g のビタミン C があると仮定しましょう。 質量パーセント 、 いつも 仮想の 100 グラムのサンプルを使用します。 100 グラムのサンプルには、40.9 g の C、4.58 g の H、および 54.5 g の O があります。 周期表 .原子質量は次のようになります。

• H は 1.01
• C は 12.01
• Oは16.00です

の 原子量 を提供する モル/グラム換算係数 .変換係数を使用して、各要素のモルを計算できます。

• モル C = 40.9 g C x 1 mol C / 12.01 g C = 3.41 mol C
• モルH = 4.58 g H x 1 mol H / 1.01 g H = 4.53 mol H
• ほくろ O = 54.5 g O x 1 mol O / 16.00 g O = 3.41 mol O

各元素のモル数は、ビタミン C の原子 C、H、および O の数と同じ比率です。最も単純な整数比を求めるには、各数値を最小のモル数で割ります。

• C: 3.41 / 3.41 = 1.00
• 高さ: 4.53 / 3.41 = 1.33
• O: 3.41 / 3.41 = 1.00

この比率は、炭素 1 個ごとに 原子 酸素原子は1個です。また、1.33 = 4/3 の水素原子があります。 (注: 小数を分数に変換するのは練習問題です!要素が整数比で存在しなければならないことはわかっているので、一般的な分数を探し、分数に対応する小数に慣れて、分数を認識できるようにします。) 別の方法原子比を表すには、1 C : 4/3 H : 1 O と書きます。3 を掛けると、最小の整数比である 3 C: 4 H : 3 O が得られます。したがって、 最も単純な式 ビタミンCのCは₃H₄〇₃.

答え

ハ₃H₄〇₃

2 番目の例

これは、次の式から最も簡単な式を計算するための化学問題のもう 1 つの実例です。パーセント組成.

問題

ミネラル錫石は、スズと酸素の化合物です。錫石の化学分析は、スズと酸素の質量パーセントがそれぞれ 78.8 と 21.2 であることを示しています。この化合物の式を決定します。

解決

元素の比率と式を求めるために、各元素のモル数を求めたいと思います。計算を簡単にする (つまり、パーセンテージを直接グラムに変換する) ために、100 g の錫石があると仮定します。 100 グラムのサンプルには、78.8 g の Sn と 21.2 g の O があります。 周期表 .原子質量は次のようになります。

• Snは118.7
• Oは16.00です

原子質量は、グラムあたりのモル数の変換係数を提供します。変換係数を使用して、各要素のモルを計算できます。

• モル Sn = 78.8 g Sn x 1 mol Sn / 118.7 g Sn = 0.664 mol Sn
• モル O = 21.2 g O x 1 mol O / 16.00 g O = 1.33 mol O

各元素のモル数は、キャシテライトのSnとOの原子数と同じ比率です。最も単純な整数比を求めるには、各数値を最小のモル数で割ります。

• Sn: 0.664 / 0.664 = 1.00
• O: 1.33 / 0.664 = 2.00

この比率は、2 つの酸素原子ごとに 1 つのスズ原子があることを示しています。したがって、キャシテライトの最も単純な式は SnO2 です。

答え

SnO2