Закон постоянства состава. Относительные массы. Массовая доля элемента

Закон постоянства состава (Ж. Пруст): каждое химическое соединение молекулярного строения имеет постоянный качественный и количественный состав независимо от способа получения — вода всегда \(\ce{H2O}\), массовое отношение \(\ce{H} : \ce{O} = 1 : 8\).

Относительная атомная масса \(A_r\) — отношение массы атома к \(1/12\) массы атома углерода-12 (атомная единица массы, а. е. м.); безразмерна, указана в Периодической системе. Округлённые значения: H — 1, C — 12, N — 14, O — 16, Na — 23, Mg — 24, Al — 27, S — 32, Cl — 35,5, K — 39, Ca — 40, Fe — 56, Cu — 64, Zn — 65, Ag — 108, Ba — 137.

Относительная молекулярная масса \(M_r\) — сумма относительных атомных масс всех атомов в формуле с учётом индексов:

Массовая доля элемента в соединении (\(n\) — число атомов элемента в формуле):

Выражают в долях или процентах; сумма массовых долей всех элементов равна 1 (100 %). Примеры: \(\omega(\ce{O})\) в \(\ce{H2O}\) \(= 16/18 = 0{,}889\) (88,9 %); \(\omega(\ce{N})\) в \(\ce{NH4NO3}\) \(= 28/80 = 0{,}35\) (35 %); \(\omega(\ce{Fe})\) в \(\ce{Fe2O3}\) \(= 112/160 = 0{,}7\) (70 %).

Сравнение содержания элемента в разных веществах — по массовым долям: азота больше в \(\ce{NH3}\) (82 %), чем в \(\ce{NH4NO3}\) (35 %).

Вывод формулы по массовым долям: делят \(\omega\) каждого элемента на \(A_r\) и находят отношение чисел атомов. Например, \(\omega(\ce{C}) = 75\ \%\), \(\omega(\ce{H}) = 25\ \%\):

Масса элемента в веществе: \(m(\text{Э}) = \omega(\text{Э}) \cdot m(\text{вещества})\) — в 200 г \(\ce{CaCO3}\) содержится \(0{,}4 \cdot 200 = 80\) г кальция.