Wir alle sind mit dem Begriff Prozentsatz vertraut. Wir nehmen an einer Prüfung teil, die 100 Punkte wert ist, erhalten 96 richtige Punkte und bezeichnen unser Ergebnis als 96%. Wir kommen auf 96 %, indem wir zunächst unsere Punktzahl durch die Gesamtzahl der Punkte teilen, um den Bruchteil zu erhalten, den wir richtig gemacht haben. Um den Bruchteil in einen Prozentsatz umzuwandeln, multiplizieren wir den Bruchteil mit 100.
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Wenn wir dieses Konzept auf Moleküle anwenden, könnten wir HCl so beschreiben, dass es aus einem Atom Wasserstoff und einem Atom Chlor besteht. Ebenso könnten wir die Mol-Nomenklatur verwenden und sagen, dass ein Mol des Moleküls aus einem Mol Wasserstoff und einem Mol Chlor besteht, und dass ein Mol HCl eine Masse von 36,46 Gramm hat. Diese Beschreibungen sagen jedoch nichts darüber aus, wie viel von dieser Masse auf den Wasserstoff und wie viel auf das Chlor entfällt. Dazu müssen wir von der prozentualen Zusammensetzung eines Moleküls sprechen, d. h. davon, wie viel Prozent der Gesamtmasse auf die einzelnen Elemente entfallen. Diese Berechnungen sind einfach: Man nimmt die Atommasse des betreffenden Elements und teilt sie durch die molare Masse des Moleküls.
Für HCl ergibt sich der Anteil des Wasserstoffs in HCl aus der molaren Masse des Wasserstoffs geteilt durch die molare Masse von HCl:
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und den Prozentsatz des Wasserstoffs in HCl erhält man durch Multiplikation des Anteils mit 100:
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Der prozentuale Anteil des Chlors in der HCl lässt sich berechnen, indem man die molare Masse des Chlors durch die molare Masse der HCl teilt und mit 100 multipliziert:
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Übung \(\PageIndex{1}\)
- Bestimme den prozentualen Anteil von Fluor in Calciumfluorid (CaF2).
Diese Arten von Problemen können auch als Massenberechnungen dargestellt werden. Bestimmen Sie zum Beispiel die Masse des Calciums in 423,6 Gramm CaF2. Die bekannte molare Masse von Ca ist
Die bekannte molare Masse von Ca ist
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Die bekannte molare Masse von CaF2 ist
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Wir haben eine Probe von CaF2 mit einer Masse von 423,6 Gramm und wollen die Masse von Ca in dieser Probe bestimmen. Wir könnten die Masse von Ca ermitteln, wenn wir den Anteil von Ca in CaF2 kennen würden. Wir könnten dann diesen Anteil mit der bekannten Masse von CaF2 multiplizieren, um die Masse des Calciums in der Probe zu erhalten. Der Anteil von Ca in CaF2 ist das Verhältnis der beiden bekannten Molmassen (der Prozentsatz, bevor man mit 100 multipliziert). Wie immer bei der Dimensionsanalyse ordnen wir die bekannte und die gegebene Masse so an, dass sich die Einheiten aufheben und nur die Einheiten des gesuchten Elements übrig bleiben.
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Beachte, dass du in diesem Beispiel den Bruchteil von Ca in CaF2 verwenden willst, nicht den Prozentsatz; wenn du den Prozentsatz verwenden würdest, müsstest du deine Antwort durch 100 dividieren, um die richtige Anzahl von Gramm Ca in der Probe zu erhalten.
Übung \(\PageIndex{1}\)
- Eine Probe CaF2 enthält bekanntermaßen 18,00 g Calcium; wie viel Fluor ist in dieser Probe enthalten?
- Kohlendioxid ist ein Treibhausgas, das bei der Verbrennung entsteht. Wie hoch ist der prozentuale Anteil von Sauerstoff im CO2?
- Bariumsulfat wird bei der Röntgenuntersuchung des Magen-Darm-Trakts verwendet. Bestimmen Sie die Masse des Bariums in 523 g BaSO4.
- Schwefelsäure, H2SO4, ist die am häufigsten verwendete Chemikalie in industriellen Prozessen. Wenn eine Probe Schwefelsäure 3,67 g Wasserstoff enthält, wie viel Gramm Schwefel enthält sie dann?
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