Как найти массовую долю элемента?

w = n · Mэл / Mсоединения · 100%. Углерод в CO₂: 12/44 · 100% ≈ 27,3%.

Число атомов этого элемента в формуле: 2 для водорода в воде, 1 для углерода в CO₂.

Это простейшая формула?

Нет. Та страница идёт от долей к индексам. Здесь формула уже известна.

Обычные проценты?

Арифметика делит часть на целое без атомных масс. Здесь Mэл и M соединения обязательны.

Массовая доля элемента

Доля элемента из готовой формулы

Массовая доля элемента w = n · Mэл / M · 100%. Тест: углерод в CO₂, n = 1, Mэл = 12, M = 44 → ≈ 27,27%. Хаб: стехиометрия.

n — индекс элемента в уже написанной формуле, не коэффициент уравнения реакции.

w = n Mэл / M

w = n · Mэл / M · 100%

Обратный ход: индекс, атомная масса элемента или M соединения. Нулевая M запрещена.

Не простейшая формула и не выход реакции

Не простейшая формула: там доли на входе, индексы на выходе.

Не выход реакции: там две массы одного продукта, не элемент внутри молекулы.

Не P = a/b · 100% без молярных масс.

Как пользоваться

Четыре поля: доля, индекс, атомная масса элемента, молярная масса соединения. По умолчанию проценты и г/моль. Раздел: стехиометрия.

M соединения — сумма всех атомов формулы, не атомная масса одного элемента.

Примеры

Прямая. CO₂, углерод: 1, 12, 44 → 27,27%.

Индекс. Та же доля, 12 и 44 → n = 1.

Атомная масса. Доля и n = 1, M = 44 → 12.

Запрет. M соединения 0.

CO2, вода, метан

Вода, водород: n = 2, Mэл = 1, M = 18 → 11,11%. Кислород той же воды: n = 1, 16, 18 → 88,89%. Сумма долей всех элементов — 100%, если M и индексы согласованы.

Метан CH₄: углерод 12/16 · 100% = 75%. Водород 4/16 · 100% = 25%. Не берите M метана 13 «как углерод плюс один водород».

Серная кислота H₂SO₄, сера: n = 1, 32, 98 → ≈ 32,7%. Не путайте 98 с 32 в знаменателе.

Связь с n = m/M: если есть навеска соединения, масса элемента = навеска · w/100, затем моли элемента отдельно.

Глюкоза C₆H₁₂O₆, углерод: n = 6, 12, 180 → 40%. Простейшая CH₂O даёт ту же долю углерода 12/30 = 40%: доля не отличает молекулярную от простейшей.

Поэтому множитель k нужен, когда доли уже совпали, а размер молекулы ещё нет.

Кристаллогидрат CuSO₄·5H₂O: если M взяли с водой, доля меди меньше, чем в безводном купоросе. Смотрите воду кристаллизации отдельно, не прячьте её в «ещё один кислород».

Якорь: 12, 44, n = 1 → 27,27. Если вышло 27,27 моль — забыли, что ответ в процентах.

Школа: сколько железа в оксиде

Fe₂O₃: железо n = 2, 56, M = 160 → 70%. Это та же пара чисел, с которой простейшая формула восстанавливает Fe₂O₃. Две страницы — прямой и обратный ход состава.

«Сколько граммов железа в 80 г оксида» — не эта страница напрямую: сначала w, затем 80 · w/100. Арифметический хвост можно закрыть процентами.

Не кладите коэффициент реакции 4Fe + 3O₂ в поле n. n — атомы в формуле вещества, не в уравнении.

Атомная масса кислорода 16, не 32, если в формуле атомы O, а не молекулы O₂.

Родитель химия.

Итог: формула известна → считаем вклад элемента в массу порции M.

Ещё сюжет удобрения: доля азота в NH₄NO₃ — два атома N, не один. Забыли второй азот — занизили w вдвое.

Памятка: проценты здесь химические, знаменатель всегда M всего соединения.

Индекс, атомная масса, M соединения

Обратный ход к n полезен, когда анализ дал долю, формулу почти знаете, но сомневаетесь в индексе. Для CO₂ углерод не может дать n = 2 при M = 44 и Mэл = 12.

Обратный ход к Mэл — проверка, не перепутали ли таблицу: из доли углерода в CO₂ должно выйти 12, не 16.

Обратный ход к M соединения: известны доля и вклад элемента. Для 75% углерода при n = 1 и 12 получите M = 16 (метан), не 44.

Смесь двух веществ одной доли элемента не описывает. Страница одно соединение.

Не подставляйте плотность вместо M. Плотность — сосед по физике, не знаменатель доли.

Изотопный состав меняет табличную Mэл на доли процента. Школьные 12 и 16 обычно достаточны.

Доля может быть 0 только если n = 0, а n > 0 на странице. Нулевой элемент не считают.

Связь с выходом: η сравнивает продукт с теорией, не углерод с молекулой.

Таблица M и формула с доски

Спишите формулу с доски целиком, сложите M, затем берите n нужного элемента. Ошибка в одном атоме кислорода ломает и M, и w.

Если учитель дал M готовой, не пересчитывайте её «на глаз»: несовпадение 98 и 96 у кислоты сразу видно в доле серы.

Для гидрата решите, входит ли вода в M. Если да — это M кристаллогидрата, доли соли «разбавлены» водой.

Не переводите w в долю 0,2727, если следующее действие — проценты в тетради. Поле уже в процентах.

Оксид азота NO₂: азот n = 1, 14, M = 46 → ≈ 30,4%. Не берите M воздуха 29 — это смесь, не формула.

Хлорид натрия: натрий 23/58,5 · 100% ≈ 39,3%. Хлор ≈ 60,7%. Сумма близка к 100, расхождение — округление 58,5.

Этанол C₂H₅OH лучше писать C₂H₆O: углерод n = 2, не путать OH с отдельным элементом в поле n.

Фосфор в P₄O₁₀: n = 4, 31, M = 284 → ≈ 43,7%. Если взяли «молекулу P₂O₅» с M = 142 и n = 2, доля та же: простейшая и удвоенная снова совпадают по процентам.

Не кладите коэффициент 2 из 2H₂ + O₂ в n кислорода воды. В воде кислорода один атом, в уравнении — другая история.

Учебный якорь аммиака: азот 14/17 ≈ 82,4%, водород 3/17 ≈ 17,6%. Если водород вышел 5,9%, вы взяли n = 1 вместо 3.

Типичные ошибки

Знаменатель — атомная масса элемента вместо M соединения.

n = 1 для H₂O, когда считают водород.

Спутать с выходом реакции.

Спутать с простейшей формулой.

Нулевая M соединения.

Частые вопросы

Как найти массовую долю элемента?: w = n · Mэл / Mсоединения · 100%. Углерод в CO₂: 12/44 · 100% ≈ 27,3%.
Что такое n?: Число атомов этого элемента в формуле: 2 для водорода в воде, 1 для углерода в CO₂.
Это простейшая формула?: Нет. Та страница идёт от долей к индексам. Здесь формула уже известна.
Обычные проценты?: Арифметика делит часть на целое без атомных масс. Здесь Mэл и M соединения обязательны.
Нулевая M соединения?: Делить нельзя.
Где хаб?: Стехиометрия.

Источники

BIPM. The International System of Units (SI). Моль и число Авогадро NA = 6,02214076·10²³ моль⁻¹.
Учебная стехиометрия: n = m/M, N = n NA, отношение коэффициентов, лимитирующий реагент, выход.