Как рассчитать молекулярную (мольную) долю

Что обычно подразумевают под «молекулярной долей»

Запрос «рассчитать молекулярную долю» часто используют в двух смыслах:

1. Массовая доля элемента в соединении (процентный состав): сколько процентов массы приходится на элемент в веществе.
2. Мольная доля компонента в смеси: какая часть общего количества вещества приходится на конкретный компонент.

Дальше покажем оба варианта и как выбрать правильный.

Как рассчитать массовую долю элемента по химической формуле

Если у вас есть формула вещества (например, H3PO4, H2SO4, CuSO4·5H2O), то обычно считают именно массовую долю элементов.

Сначала находится относительная/молярная масса соединения Mr:

Тогда массовая доля элемента (в долях или процентах) считается так:

Если нужно в процентах, умножьте на 100:

Где:

• $n_i$ — индекс элемента в формуле (сколько атомов в одной молекуле),
• $A_r(i)$ — относительная атомная масса,
• $M_r$ — суммарная относительная молекулярная (молярная) масса соединения.

Пошаговый алгоритм (самый удобный порядок действий)

1. Запишите формулу вещества (как в условии).
2. Умножьте атомные массы на индексы: для каждого элемента посчитайте вклад $n_i\cdot A_r(i)$.
3. Сложите все вклады, получите $M_r$.
4. Разделите вклад элемента на $M_r$ и при необходимости умножьте на 100%.
5. Проверьте себя: для набора элементов в одном соединении сумма массовых долей должна быть ≈ 100% (разница возможна из‑за округления).

Пример: массовые доли элементов в H3PO4

Возьмём школьные относительные атомные массы: H = 1, P = 31, O = 16.

1. Найдём $M_r$:

• H: $3\cdot 1 = 3$
• P: $1\cdot 31 = 31$
• O: $4\cdot 16 = 64$

2. Массовая доля:

• Водород:

• Фосфор:

• Кислород:

Проверка: $3.06 + 31.63 + 65.31 \approx 100\%$.

Пример посложнее: как учитывать кристаллогидраты

Если в формуле есть «точка» (или знак ⋅), например CuSO4·5H2O, то это читается как:

• одна часть CuSO4,
• плюс 5 молекул воды H2O.

То есть вы фактически считаете формулу целиком как:

• Cu: 1
• S: 1
• O: $4 + 5\cdot 1 = 9$
• H: $5\cdot 2 = 10$

Дальше алгоритм такой же: находите $M_r$, затем $w_i$.

Если вы имели в виду мольную долю в смеси (x)

Для смесей (не для одного соединения) часто нужна мольная доля компонента $x_i$:

Где:

• $n_i$ — количество вещества компонента $i$ (в молях),
• в знаменателе — сумма количеств всех компонентов смеси.

Мини‑пример: в смеси $n(N_2)=0.25$ моль, $n(O_2)=0.75$ моль.
Тогда $\sum n = 1.00$, и:

• $x(N_2)=0.25/1.00=0.25$
• $x(O_2)=0.75/1.00=0.75$

Частые ошибки

• Смешали массовую и мольную долю. В массовой доле фигурируют атомные массы и $M_r$, в мольной — количества вещества $n_i$.
• Не учли коэффициенты. Скобки и множители (например, (OH)2 или ·5H2O) нужно «развернуть» до подсчёта $n_i$.
• Округление до ответа без промежуточных значений. Лучше держать больше цифр в $M_r$, а округлять уже итоговые проценты.

Как проверить, что расчёт долей правильный

• Для массовых долей элементов в одном соединении: сумма процентов должна быть ≈ 100%.
• Для мольных долей в смеси: сумма $x_i$ должна быть ровно 1 (с учётом округления).

Если хотите, напишите формулу вещества или состав смеси (данные в молях/граммах) — подскажу, какой тип доли нужен и как быстро оформить расчёт.