Массовая доля калия

Как рассчитать массовую долю калия: формула и онлайн‑калькулятор

Массовая доля элемента — это отношение массы данного элемента к общей массе химического соединения, выраженное в процентах. Для калия этот показатель важен в агрохимии, аналитической химии и при подготовке растворов.

Что такое массовая доля калия

Массовая доля калия (w(K)) показывает, какую часть от общей массы соединения составляет калий. Величина безразмерная, но принято выражать её в процентах. Знание массовой доли необходимо для:

• оценки концентрации активного вещества в удобрениях;
• расчета стехиометрических коэффициентов в реакциях;
• подготовки растворов заданной концентрации;
• анализа качества химической продукции.

Формула расчета массовой доли калия

Общая формула для любого элемента в соединении:

w(элемента) = (n × Ar(элемента) / Mr(соединения)) × 100 %

Где:

• w(K) — массовая доля калия в процентах;
• n — количество атомов калия в формуле соединения;
• Ar(K) — атомная масса калия (39,0983 г/моль, округляют до 39,10);
• Mr — молярная масса всего соединения, г/моль.

Для простого соединения KX формула упрощается: w(K) = (Ar(K) / Mr(KX)) × 100 %.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Запишите формулу соединения и определите количество атомов калия (n).
2. Найдите атомные массы калия (39,10) и других элементов по таблице Менделеева.
3. Рассчитайте молярную массу Mr: сложите массы всех атомов с учетом их количества.
4. Вычислите массу калия в молекуле: n × Ar(K).
5. Поделите массу калия на Mr и умножьте на 100 %.
6. Округлите результат до сотых или десятых долей процента.

Примеры расчета массовой доли калия

Пример 1: Хлористый калий KCl

Формула: KCl
n(K) = 1
Mr(KCl) = Ar(K) + Ar(Cl) = 39,10 + 35,45 = 74,55 г/моль
m(K) = 1 × 39,10 = 39,10 г/моль
w(K) = (39,10 / 74,55) × 100 % = 52,45 %

Пример 2: Сернокислый калий (сульфат) K₂SO₄

Формула: K₂SO₄
n(K) = 2
Mr(K₂SO₄) = 2×Ar(K) + Ar(S) + 4×Ar(O) = 2×39,10 + 32,07 + 4×16,00 = 78,20 + 32,07 + 64,00 = 174,27 г/моль
m(K) = 2 × 39,10 = 78,20 г/моль
w(K) = (78,20 / 174,27) × 100 % = 44,87 %

Пример 3: Азотнокислый калий (селитра) KNO₃

Формула: KNO₃
n(K) = 1
Mr(KNO₃) = Ar(K) + Ar(N) + 3×Ar(O) = 39,10 + 14,01 + 3×16,00 = 39,10 + 14,01 + 48,00 = 101,11 г/моль
m(K) = 39,10 г/моль
w(K) = (39,10 / 101,11) × 100 % = 38,67 %

Пример 4: Карбонат калия K₂CO₃

Формула: K₂CO₃
n(K) = 2
Mr(K₂CO₃) = 2×Ar(K) + Ar(C) + 3×Ar(O) = 2×39,10 + 12,01 + 3×16,00 = 78,20 + 12,01 + 48,00 = 138,21 г/моль
m(K) = 78,20 г/моль
w(K) = (78,20 / 138,21) × 100 % = 56,58 %

Таблица массовых долей в распространенных соединениях

Как пользоваться онлайн‑калькулятором

1. Введите химическую формулу соединения в поле ввода (например, K2SO4).
2. Калькулятор автоматически определяет количество атомов калия.
3. Нажмите кнопку «Рассчитать».
4. Получите результат с точностью до двух знаков после запятой.
5. Для сложных формул используйте круглые скобки: K3[Fe(CN)6].

Особенности расчета для кристаллогидратов

Если соединение содержит кристаллогидратную воду (например, K₂CO₃·1,5H₂O), её массу нужно включать в общую молярную массу:

Mr(K₂CO₃·1,5H₂O) = Mr(K₂CO₃) + 1,5×M(H₂O)

Mr(K₂CO₃) = 138,21 г/моль
1,5×M(H₂O) = 1,5 × 18,02 = 27,03 г/моль
Общая Mr = 138,21 + 27,03 = 165,24 г/моль

Тогда массовая доля калия уменьшится:
w(K) = (78,20 / 165,24) × 100 % = 47,33 %

Где применяется расчет массовой доли калия

• Агрохимия: определение содержания K₂O в калийных удобрениях. Для перевода w(K) в w(K₂O) умножьте на 1,2046.
• Производство стекла и мыла: контроль состава поташа (K₂CO₃).
• Медицина: расчет дозировок препаратов калия.
• Пищевая промышленность: добавление KCl в качестве заменителя NaCl.
• Лабораторная практика: приготовление буферных растворов с заданной концентрацией.

Важные предупреждения и ограничения

• Используйте актуальные атомные массы из IUPAC (2023).
• При расчете удобрений учитывайте, что этикетка указывает K₂O, а не K. Пересчетный коэффициент 1,2046.
• Для смесей сначала определите массу калия в каждом компоненте, затем суммируйте.
• Округляйте только конечный результат, промежуточные значения храните с максимальной точностью.
• Проверяйте правильность формулы: ошибка в индексе изменит результат на 5–50 %.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

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