Масса доля вещества

Что такое масса доля вещества

Масса доля вещества (ω) — это отношение массы компонента к массе всей смеси или раствора. Значение выражают в долях (0…1) или процентах (0…100%). Для растворов: ω показывает, какая часть массы раствора приходится на растворённое вещество. Пример: 5% массовая доля сахара означает 5 г сахара в 100 г раствора.

Диапазон: 0 ≤ ω ≤ 1 (или 0–100%). Сумма массовых долей всех компонентов смеси равна 1 (100%).

Формулы и обозначения

• Основная формула: ω = m(вещества) / m(смеси).
• В процентах: ω% = 100% × m(вещества) / m(смеси).
• Если известны массы солюта и растворителя:
  • m(смеси) = m(вещества) + m(растворителя).
  • Тогда ω = m(вещества) / [m(вещества) + m(растворителя)].
• Обратные расчёты:
  • m(вещества) = ω × m(смеси).
  • m(растворителя) = m(смеси) − m(вещества).

Единицы масс должны совпадать (г и г, кг и кг). Для перевода процентов в доли: ω = ω%/100.

Как пользоваться калькулятором

1. Выберите тип расчёта:

• Найти ω по известным m(вещества) и m(смеси) или по m(вещества) и m(растворителя).
• Найти m(вещества) по заданным ω и m(смеси).
• Найти m(растворителя) или m(смеси) для нужного процента.

2. Введите данные:

• Массы в г или кг (калькулятор учтёт единицы).
• Проценты можно вводить как число (например, 12,5) или как долю (0,125) — укажите формат.

3. Нажмите «Рассчитать»:

• Получите ω в долях и процентах.
• Дополнительно: рассчитанные m(вещества) и m(растворителя), если выбран обратный режим.

4. Проверьте:

• Результат в диапазоне 0–100%.
• Сумма долей компонентов = 100%, если вводили несколько веществ.

Примеры расчёта

• Пример 1. Дана масса вещества и раствора:

  • m(соли) = 12 г, m(раствора) = 300 г.
  • ω = 12/300 = 0,04 → ω% = 4%. Ответ: 4%.

• Пример 2. Требуется приготовить 500 г 10% раствора:

  • m(вещества) = 0,10 × 500 = 50 г.
  • m(растворителя) = 500 − 50 = 450 г.

• Пример 3. Разбавление водой 20% раствора до 5%:

  • Имеем m0 = 200 г, ω0 = 0,20; добавляем x г воды.
  • 0,20 × 200 / (200 + x) = 0,05 → 40/(200 + x) = 0,05 → 200 + x = 800 → x = 600 г.

• Пример 4. Смесь двух растворов одного вещества:

  • 100 г 15% и 300 г 5%.
  • m(вещества) = 0,15×100 + 0,05×300 = 15 + 15 = 30 г.
  • m(смеси) = 100 + 300 = 400 г → ω% = 100×30/400 = 7,5%.

Проверка результата и типичные ошибки

• Контроль диапазона: ω в долях 0…1, в процентах 0…100%. Выход за пределы — ошибка во входных данных.
• Суммирование: сумма массовых долей всех компонентов равна 1 (100%).
• Единицы: смешивание г и кг без пересчёта даёт 10× ошибки.
• Объём вместо массы: проценты по объёму не равны массовым. Для пересчёта нужны плотности.
• Кристаллогидраты: учитывайте полную массу гидрата (например, CuSO4·5H2O), иначе ω будет завышена.
• Испаряющиеся растворители: масса раствора меняется со временем; взвешивайте после приготовления.

Полезные правила и конверсия единиц

• 1 кг = 1000 г. Массовая доля инвариантна к выбору единиц, если они одинаковы для числителя и знаменателя.
• Быстрый перевод: 2% → 0,02; 0,375 → 37,5%; 0,005 → 0,5%.
• Для «сколько добавить растворителя»:
  • x = m0 × (ω0/ωц) − m0, где ω0 — исходная доля, ωц — целевая доля, x — масса добавляемого растворителя.
• Для «сколько взять вещества» под целевой процент:
  • m(вещества) = ω × m(смеси); например, 8% и 750 г → 0,08×750 = 60 г.

Связанные величины и отличия

• Массовая концентрация (г/л): масса вещества на 1 литр раствора. Для связи с массовой долей нужна плотность раствора.
• Мольная доля: отношение количества вещества (в молях), а не массы. Не путайте с массовой долей.
• Процент по массе (m/m) — то же, что массовая доля в процентах; отличный от m/v и v/v.

Подсказки для лаборатории и производства

• Взвешивайте на тарированных весах и учитывайте тару.
• Для вязких/летучих систем используйте закрытые ёмкости, работайте при постоянной температуре.
• При масштабировании партии сохраняйте массовые доли, а не объёмные соотношения.
• Фиксируйте влажность сырья: вода в сырье снижает реальную массовую долю целевого компонента.

Используйте наш калькулятор «масса доля вещества», чтобы быстро получать точные ответы, подбирать рецептуры и проверять задачи без ручных ошибок.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.