Массовая доля воды: формула и расчёт онлайн
Массовая доля воды показывает, какую часть от общей массы вещества составляет вода. Рассчитывается по единой формуле – для растворов и кристаллогидратов. Калькулятор выше поможет проверить решение задачи за несколько секунд.
Результат расчёта
Детальная расшифровка:
Формула расчёта:
Содержание статьи
Массовая доля воды – одна из базовых расчётных задач в курсе химии за 8–9 класс. Она встречается в двух контекстах: кристаллогидраты и водные растворы. Подход похожий, но данные берут из разных источников.
Формула массовой доли воды
Базовая формула одна для всех случаев:
ω(H₂O) = m(H₂O) / m(общ)
Где:
- ω(H₂O) – массовая доля воды (безразмерная или в %)
- m(H₂O) – масса воды в системе
- m(общ) – общая масса вещества или смеси
Чтобы перевести долю в проценты, умножьте результат на 100.
Разница между задачами – только в том, откуда берут m(H₂O) и m(общ).
Калькулятор массовой доли воды
Калькулятор выше работает в двух режимах. Выберите нужный в зависимости от условия задачи.
Режим 1: кристаллогидрат по формуле
Этот режим подходит, когда дана химическая формула соединения, например Na₂SO₄·10H₂O или CaCl₂·6H₂O.
Параметры:
- Молярная масса безводной соли (г/моль) – сумма атомных масс всех элементов без воды. Диапазон: от 10 до 1000 г/моль. Для CuSO₄ это 64 + 32 + 64 = 160 г/моль.
- Число молекул воды (n) – коэффициент перед H₂O в формуле. Диапазон: от 1 до 20. Целое число. Для CuSO₄·5H₂O это 5.
Расчёт происходит автоматически при изменении любого поля.
Что получаете:
- Молярная масса воды в формуле (n × 18 г/моль)
- Молярная масса кристаллогидрата целиком
- Массовая доля воды в долях и процентах
Если n = 0, калькулятор выдаст предупреждение: безводная соль не является кристаллогидратом.
Режим 2: раствор или смесь по массам
Этот режим подходит, когда в задаче даны реальные массы – воды и растворённого вещества.
Параметры:
- Масса воды (г) – масса воды в растворе или смеси. Диапазон: от 0,01 до 100 000 г.
- Масса растворённого вещества (г) – масса соли, сахара или другого вещества. Диапазон: от 0 до 100 000 г.
Общая масса раствора вычисляется автоматически как сумма двух значений.
Что получаете:
- Общая масса раствора
- Массовая доля воды (ω в долях и %)
- Для справки: массовая доля растворённого вещества
Если масса вещества = 0, ω(H₂O) = 100% – это чистая вода. Калькулятор это корректно показывает.
Расчёт для кристаллогидратов
Кристаллогидрат – соль с молекулами воды в кристаллической решётке. В формуле они записаны через точку: CuSO₄·5H₂O.
Алгоритм расчёта
- Найдите молярную массу безводной соли по таблице Менделеева.
- Умножьте 18 на число молекул воды (n) – это масса воды в одном моле кристаллогидрата.
- Сложите обе величины – получите молярную массу кристаллогидрата.
- Разделите массу воды на общую молярную массу.
Пример: медный купорос CuSO₄·5H₂O
| Компонент | Расчёт | Результат |
|---|---|---|
| M(Cu) | 64 | 64 г/моль |
| M(S) | 32 | 32 г/моль |
| M(O₄) | 16 × 4 | 64 г/моль |
| M(CuSO₄) | 64 + 32 + 64 | 160 г/моль |
| M(5H₂O) | 18 × 5 | 90 г/моль |
| M(CuSO₄·5H₂O) | 160 + 90 | 250 г/моль |
ω(H₂O) = 90 / 250 = 0,36, или 36%
Пример: глауберова соль Na₂SO₄·10H₂O
M(Na₂SO₄) = 23×2 + 32 + 16×4 = 142 г/моль
M(10H₂O) = 18 × 10 = 180 г/моль
M(Na₂SO₄·10H₂O) = 142 + 180 = 322 г/моль
ω(H₂O) = 180 / 322 ≈ 0,559, или 55,9%
Расчёт для водных растворов
Здесь работают с конкретными массами, а не с формулой.
Что важно помнить
Масса раствора – это сумма масс воды и растворённого вещества. Объём раствора для расчёта массовой доли не нужен.
m(р-ра) = m(H₂O) + m(в-ва)
Пример: раствор поваренной соли
В 200 г воды растворили 50 г NaCl. Найти массовую долю воды.
m(р-ра) = 200 + 50 = 250 г
ω(H₂O) = 200 / 250 = 0,8, или 80%
Для проверки: ω(NaCl) = 50 / 250 = 0,2, или 20%. Сумма долей = 1. Верно.
Как вычислить массовую долю воды, если дан процент соли
Иногда в задаче дана не масса воды, а концентрация растворённого вещества. Тогда доля воды находится просто:
ω(H₂O) = 1 − ω(в-ва)
Если раствор содержит 15% соли, то доля воды = 1 − 0,15 = 0,85, или 85%.
Это работает только для двухкомпонентных систем: вода + одно вещество.
Типичные ошибки в задачах
Путают молярную массу и число молей. M(H₂O) = 18 г/моль – это константа. Если в формуле 5H₂O, то масса воды = 5 × 18 = 90, а не просто 18.
Берут объём вместо массы. Массовая доля считается только через массу. Если в задаче дан объём раствора, сначала найдите массу через плотность: m = ρ × V.
Не складывают все атомные массы. Молярную массу соли считают по каждому элементу отдельно, включая кислород. Пропустить O – частая ошибка.
Оставляют ответ в долях вместо процентов. Читайте условие: если просят «в процентах», умножьте ω на 100.
Заключение
Массовая доля воды вычисляется делением массы воды на общую массу системы. Для кристаллогидратов используют молярные массы по формуле, для растворов – реальные массы компонентов. Калькулятор выше автоматизирует оба варианта – удобно для проверки задач из учебника.
Статья носит образовательный характер и предназначена для изучения школьного курса химии.
Часто задаваемые вопросы
Что такое массовая доля воды?
Массовая доля воды – это отношение массы воды к общей массе вещества или смеси. Выражается в долях от 0 до 1 или в процентах от 0 до 100%. Показывает, сколько граммов воды содержится в 100 г вещества.
Как вычислить массовую долю воды в кристаллогидрате?
Нужно разделить молярную массу воды в формуле (n × 18 г/моль) на молярную молярную массу всего кристаллогидрата. Например, для CuSO₄·5H₂O: M(5H₂O) = 90 г/моль, M(CuSO₄·5H₂O) = 250 г/моль, ω = 90 / 250 = 0,36, или 36%.
Чем отличается расчёт для раствора от расчёта для кристаллогидрата?
Для раствора используют реальные массы: масса воды делится на массу всего раствора. Для кристаллогидрата – молярные массы по химической формуле. Формула одна и та же, но исходные данные разные.
Может ли массовая доля воды быть больше 100%?
Нет. Массовая доля – это часть целого, поэтому она всегда от 0 до 1 (0–100%). Если в расчёте получилось больше 100% – значит, перепутаны числитель и знаменатель или допущена ошибка в молярных массах.
Как найти массу воды, если известна массовая доля?
Умножьте массовую долю (в долях, не в процентах) на общую массу вещества: m(H₂O) = ω × m(общ). Например, если ω = 0,36 и масса кристаллогидрата 50 г, то m(H₂O) = 0,36 × 50 = 18 г.
Что такое вода кристаллизации?
Вода кристаллизации – молекулы воды, которые входят в состав кристаллической решётки вещества. Они обозначаются в формуле через точку: CuSO₄·5H₂O. При нагревании такая вода удаляется, и кристаллогидрат превращается в безводную соль.
Как обозначается массовая доля в формулах?
Стандартное обозначение – греческая буква ω (омега). В формулах пишут ω(H₂O). Безразмерная величина: если ω = 0,2, это 20%. Некоторые учебники используют w вместо ω – смысл тот же.
Похожие калькуляторы и статьи
- Как вычислить массовую долю растворённого вещества
- Как рассчитать массовую долю воды: формула, примеры, калькулятор
- Вычислите массовую долю раствора: формулы и калькулятор
- Как вычислить массовую долю воды в растворе: формула и примеры
- Как вычислить массовую долю соли в растворе: формула и калькулятор
- Расчёт массовой доли вещества в растворе – формула и примеры