Kimyasal Formülden Yüzde Bileşim Hesaplama
C6H12O6, Ca(OH)2 veya CuSO4·5H2O gibi bir kimyasal formül girin; bileşiğin mol kütlesini ve her elementin kütle yüzdesini anında görün. İsterseniz kullanılan atom kütlelerini de değiştirebilirsiniz.
Bileşikteki Her Elementin Kütle Yüzdesi
Yüzde Bileşim Formülü
Burada:
- \(n_E\) — formüldeki \(E\) elementinin atom sayısı (alt simge)
- \(A_r(E)\) — \(E\) elementinin atom kütlesi (g/mol)
- \(M\) — bileşiğin tamamının mol kütlesi (g/mol)
Bileşiğin bir molündeki her elementin toplam kütlesi, mol kütlesine bölünüp yüzde olarak ifade edilir. Tüm elementlerin yüzdeleri her zaman toplamda %100 eder.
Yüzde Bileşim – Örnek Hesaplama
Örnek: glikozun (C6H12O6) yüzde bileşimini bulalım.
\[ M = 6 \times 12.011 + 12 \times 1.008 + 6 \times 15.999 = 72.066 + 12.096 + 95.994 = 180.156 \text{ g/mol} \]
\[ \text{C: } \frac{72.066}{180.156} \times 100 = 40.002\% \quad \text{H: } \frac{12.096}{180.156} \times 100 = 6.714\% \quad \text{O: } \frac{95.994}{180.156} \times 100 = 53.287\% \]
Sonuç: glikoz kütlece %40,002 karbon, %6,714 hidrojen ve %53,287 oksijendir (mol kütlesi 180,156 g/mol). Başka bir deyişle, 100 g glikozda 40,00 g karbon, 6,71 g hidrojen ve 53,29 g oksijen bulunur.
Hesaplayıcı Nasıl Kullanılır?
- Bileşiğin formülünü Kimyasal Formül alanına yazın. Element simgeleri büyük/küçük harfe duyarlıdır:
Cokobalt,COise karbon monoksittir. Çarpanlı parantez ve köşeli parantezler (örn.Ca(OH)2,Fe2(SO4)3) ile kristal su noktası (örn.CuSO4·5H2O) desteklenir. - Yerleşik IUPAC değerleri yerine başka atom kütleleri kullanmak isterseniz (örneğin ders kitabınızdaki yuvarlanmış değerler), bunları Atom Kütleleri (isteğe bağlı) alanına girin: her satıra bir adet veya noktalı virgülle ayırarak
Simge: kütlebiçiminde — örneğinCl: 35.45; Cu: 63.546. Standart değerleri kullanmak için alanı boş bırakın. - Sonuçları okuyun: bileşiğin mol kütlesi, her elementin kütle yüzdesini gösteren bir tablo ve hesaplamanın adım adım dökümü.
Yüzde Bileşim Nedir?
Yüzde bileşim (kütle yüzdesi veya yüzde bileşimi de denir), bir bileşiğin kütlesinin ne kadarlık bölümünün hangi kimyasal elementten geldiğini gösterir. Su kütlece %11,19 hidrojen ve %88,81 oksijendir; sofra tuzu NaCl ise %39,34 sodyum ve %60,66 klor içerir. Yüzde bileşim yalnızca formüle ve atom kütlelerine bağlı olduğundan, saf bir bileşiğin hangi örneğinde — bir miligramında da bir kilogramında da — aynıdır.
Sonucun pratik yorumu kolaydır: bir elementin kütle yüzdesi, bileşiğin 100 gramında bulunan o elementin gram karşılığına eşittir. Bir gübre etiketinde amonyum nitratın (NH4NO3) %35,00 azot olduğu yazıyorsa bu, her 100 g gübrede 35 g azot demektir — bu hesaplayıcıyla doğrulayabileceğiniz bir sayı.
Yüzde bileşim, kimya derslerinde ve laboratuvarda standart bir araçtır. Bir numunenin saflığını kuramsal bileşimle karşılaştırmak, gübreleri besin içeriğine göre kıyaslamak, minerallerin ve alaşımların bileşimini analiz etmek amacıyla ve deneysel verilerden basit formül belirlemenin ilk adımı olarak kullanılır. Atom ekonomisi gibi ilgili ölçümlerle birlikte, bir sentezin başlangıç maddelerindeki atomları istenen ürüne ne kadar verimli aktardığını değerlendirmeye de yardımcı olur.
Varsayımlar ve Pratik İpuçları
- Doğal izotop karışımları. Yerleşik atom kütleleri, doğal izotop bollukları üzerinden ortalanmış IUPAC geleneksel değerleridir; bu nedenle sonuçlar sıradan bir yeryüzü numunesini tanımlar. Zenginleştirilmiş veya sentetik bir izotop numunesinin bileşimi biraz farklı olur; böyle durumları modellemek için atom kütlelerini elle girin.
- Tam sayı alt simgeler. Alt simgeler tam sayı olarak okunur. İyon yükü gösterimi (örn. SO4^2-) ve kristal su dışında noktayla ayrılmış katkı bileşikleri desteklenmez; gerekirse bunları tek bir birleşik formüle dönüştürün.
- Kristal sular.
CuSO4·5H2Ogibi kristal sularında tuz ile su arasında orta nokta, yıldız işareti veya nokta kullanın. Kristal suyu mol kütlesine dahildir; bu nedenle hidrojen ve oksijen yüzdeleri kristal suyun tamamını yansıtır. - Harf büyüklüğünü kontrol edin. En sık yapılan giriş hatası büyük/küçük harf karışmasıdır.
Co(kobalt),CO(karbon monoksit) veCoO(kobalt(II) oksit) birbirinden farklı, bileşimleri de çok farklı bileşiklerdir. - Yuvarlama. Yüzdeler üç ondalık basamakla gösterilir ve yuvarlama nedeniyle toplamları %100'den biraz fazla veya eksik olabilir; ±0,01'lik küçük sapmalar normaldir.
Tek bir bileşik yerine tepkime analiziyle çalışıyorsanız kütle spektrometrisi m/z hesaplayıcısı da işinize yarayabilir; basit formülü belirledikten sonra molekül formülünü yorumlamak için doymamışlık derecesi hesaplayıcısı size yardımcı olabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Ders kitabımdaki yüzdeler neden hesaplayıcının sonuçlarından biraz farklı çıkıyor?
Ders kitapları çoğunlukla H = 1, C = 12, O = 16 gibi yuvarlanmış atom kütleleri kullanır; bu hesaplayıcı ise daha hassas IUPAC değerlerini kullanır. Örneğin yuvarlanmış kütlelerle su %11,1 hidrojen, 1.008 ve 15.999 ile ise %11,19 hidrojendir. Kitabınızla birebir aynı sonucu almak isterseniz kitabın atom kütlelerini isteğe bağlı alana yazın, örn. H: 1; O: 16; yüzdeler bu değerlerle yeniden hesaplanır.
Kütle yüzdesi ile mol (atom) yüzdesi arasındaki fark nedir?
Kütle yüzdesi, bir elementin bileşiğin toplam ağırlığına katkısının oranıdır; mol yüzdesi ise atomların oranıdır. Suda hidrojen 3 atomdan 2'sidir (%66,7 mol) ama yalnızca %11,19 kütle, çünkü hidrojen atomları oksijen atomlarından çok daha hafiftir. Aksi belirtilmedikçe yüzde bileşim her zaman kütle yüzdesi anlamına gelir; iki sayının bu yüzden çok farklı görünebilmesi normaldir.
Yüzde bileşimi kullanarak basit formülü nasıl bulabilirim?
Her elementin kütle yüzdesini gram olarak alın, atom kütlesine bölerek mole çevirin, ardından tüm sonuçları en küçük olana bölün. Böylece atomların basit bir tam sayı veya tam sayıya yakın oranı elde edilir. Örneğin %40,00 C, %6,71 H ve %53,29 O içeren bir bileşik 1:2:1 oranı verir — basit formül CH2O. Oranlar kesirli ise bir tam sayıyla çarpın.
Yüzde bileşim tek başına bilinmeyen bir bileşiğin kimliğini belirleyebilir mi?
Hayır. Yüzde bileşim yalnızca basit (en sade) oranı verir ve birçok farklı bileşik aynı bileşime sahiptir — glikoz (C6H12O6), formaldehit (CH2O) ve asetik asit (C2H4O2) kütle yüzdeleri birebir aynıdır. Bileşiği tanımlamak için ayrıca mol kütlesine, genellikle donma noktası düşmesi ya da kütle spektrometrisiyle ölçülene, ihtiyaç duyulur; basit formül ancak böylece molekül formülüne dönüştürülür.
Yüzde bileşim, bileşikten ne kadar miktarda elimde olduğuna bağlı mıdır?
Hayır. Yüzde bileşim yalnızca formüle ve atom kütlelerine bağlıdır; bu nedenle aynı saf bileşiğin bir miligramı da bir kilogramı da tam olarak aynı yüzdeleri verir. Numune büyüklüğüyle değişen şey her elementin mutlak kütlesidir: 10 g NaCl her zaman 3,934 g sodyum ve 6,066 g klor içerir; bu da herhangi bir miktardaki %39,34 / %60,66 paylaşımıyla aynıdır.
Hesaplayıcı kullanmadan yüzde bileşimi elle nasıl hesaplarım?
Üç adımda: önce her elementin atom kütlesini formüldeki alt simgesiyle çarpın ve hepsini toplayarak mol kütlesi \(M\)'yi bulun. İkinci adımda her element için bir moldeki kütlesini, yani \(n_E \times A_r(E)\)'yi hesaplayın. Üçüncü adımda bu kütleyi \(M\)'ye bölüp 100 ile çarpın. Gruplanmış ifadelerin alt simgelerini her zaman önce bir kez daha kontrol edin — sık yapılan bir hata, (OH)2'nin 2 oksijen ve 2 hidrojen demek olduğunu unutmaktır.
CuSO4·5H2O gibi kristal sularda suyun kütle yüzdesi neden ayrı gösterilmiyor?
Hesaplayıcı kristal suyu tek bir bileşik olarak ele aldığından, sudaki hidrojenler ve oksijenler tuzunkilerle birleştirilir; bakır, kükürt ve oksijen yüzdeleri ise eklenen su kütlesiyle seyreltilir. Suyun içeriğinin kendisine ihtiyacınız varsa 5 H2O'nun kütlesini (90,075 g) toplam 249,68 g/mol'lik mol kütlesine bölün — yaklaşık %36,08 eder; gravimetrik analizde kristal suların su içeriği genellikle böyle bildirilir.