تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

شارح الدرس: نسبة التركيب المئوية الكيمياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نحسب نسبة التركيب المئوية للمادة باستخدام الصيغ الكيميائية أو كتل العناصر المكوِّنة.

هناك عدة طرق لتمثيل التركيب الكيميائي للمركب. نتناول جزيء الجلوكوز.

OCCCCCHOHOHHOHHHCHHOHOHH

يمكننا تمثيل التركيب الكيميائي للجلوكوز باستخدام الصيغة الكيميائية CHO6126. تُشير هذه الصيغة الكيميائية إلى أن كل جزيء من الجلوكوز يحتوي على ست ذرات كربون، واثنتَي عشرة ذرة هيدروجين، وست ذرات أكسجين.

يمكننا أيضًا تمثيل التركيب الكيميائي للجلوكوز بقولنا إن الجلوكوز يتكوَّن من 40.00% من الكربون، و6.67% من الهيدروجين، و53.33% من الأكسجين، وذلك من حيث الكتلة. تُمثِّل هذه القيم نسب التركيب المئوية الكتلية للجلوكوز، ويُشار إليها عادةً باسم نسبة التركيب المئوية أو النسبة المئوية الكتلية.

تعريف: نسبة التركيب المئوية

نسبة التركيب المئوية هي النسبة المئوية الكتلية لكل عنصر في المركب أو العيِّنة.

يمكن تحديد نسبة التركيب المئوية الكتلية لكل عنصر في مركب من الصيغة الكيميائية، وذلك بقسمة الكتلة النسبية الكلية لكل عنصر الموجودة في جزيء واحد أو وحدة صيغة واحدة على كتلة الصيغة النسبية.

معادلة: نسبة التركيب المئوية

يمكن استخدام المعادلة الآتية لتحديد نسبة التركيب المئوية الكتلية لعنصر في مركب معلوم الصيغة الكيميائية: ،ااااا100%×𝑛×𝐴= حيث يمثِّل 𝑛 عدد ذرات العنصر في جزيء واحد أو وحدة صيغة واحدة، ويمثِّل 𝐴 الكتلة الذرية النسبية للعنصر، ويمثِّل 𝑛×𝐴 الكتلة النسبية الكلية للعنصر في جزيء واحد أو وحدة صيغة واحدة.

كتلة الصيغة النسبية لجزيء أو مركب أيوني هي مجموع الكتل الذرية النسبية للذرات أو الأيونات المكوِّنة له في أي جزيء واحد أو وحدة صيغة واحدة.

تعريف: كتلة الصيغة النسبية

كتلة الصيغة النسبية هي كتلة الجزيء الواحد أو كتلة وحدة الصيغة الواحدة التي يتم إيجادها بجمع الكتل الذرية النسبية للذرات أو الأيونات المكوِّنة له.

يمكننا استخدام معادلة نسبة التركيب المئوية الكتلية لحساب نسبة التركيب المئوية للكربون والهيدروجين والأكسجين في جزيء الجلوكوز (CHO6126). أولًا، نجمع الكتل الذرية النسبية لست ذرات كربون، واثنتي عشرة ذرة هيدروجين، وست ذرات أكسجين، لإيجاد كتلة الصيغة النسبية للجلوكوز: (6×𝐴)+(12×𝐴)+(6×𝐴)=()(6×16)+(12×1)+(6×12)=().180=()OHCCHOCHOCHOـــاااااا612661266126

بعد ذلك، يمكننا استكمال معادلة نسبة التركيب المئوية الكتلية لكل عنصر، وذلك بكتابة عدد الذرات والكتل الذرية النسبية الصحيحة.

بالنسبة إلى الكربون: 100%×6×12180=.40.00%=ااانازاااناز

بالنسبة إلى الهيدروجين: 100%×12×1180=.6.67%=اااروازااارواز

بالنسبة إلى الأكسجين: 100%×6×16180=.53.33%=اااازااااز

يجب أن يساوي مجموع نِسب التركيب المئوية الكتلية لعناصر المركب 100%.

مثال ١: حساب نسبة التركيب المئوية للإيثانول

صيغة الإيثانول هي CHOH25. [1 g/mol = H، 12 g/mol = C، 16 g/mol = O]

  1. بالنسبة المئوية الكتلية، ما نسبة الأكسجين في جزيء الإيثانول، لأقرب عدد صحيح؟
  2. بالنسبة المئوية الكتلية، ما نسبة الكربون في جزيء الإيثانول، لأقرب عدد صحيح؟
  3. بالنسبة المئوية الكتلية، ما نسبة الهيدروجين في جزيء الإيثانول، لأقرب عدد صحيح؟

الحل

الجزء الأول

يمكن حساب النسبة المئوية الكتلية للأكسجين في الإيثانول، أو نسبة التركيب المئوية الكتلية للأكسجين باستخدام الصيغة: ،ــاالااا100%×(𝑛)×(𝐴)=OO حيث يمثِّل 𝑛 عدد الذرات في جزيء واحد من الإيثانول، ويمثِّل 𝐴 الكتلة الذرية النسبية.

يمكن حساب كتلة الصيغة النسبية للإيثانول بجمع الكتل الذرية النسبية للذرات المكوِّنة في جزيء واحد من الإيثانول: (𝑛×𝐴)+(𝑛×𝐴)+(𝑛×𝐴)=(1×16)+(6×1)+(2×12)=.46=OHCOHCـــاالاالاال

يمكننا بعد ذلك التعويض عن 𝑛 لـ O، وعن 𝐴 لـ O، والتعويض بكتلة الصيغة النسبية للإيثانول في معادلة نسبة التركيب المئوية: .100%×1×1646=ااا

بعد ذلك، نجد أن النسبة المئوية الكتلية للأكسجين في الإيثانول تساوي 34.782%. وبتقريب الإجابة لأقرب عدد صحيح، نجد أن النسبة المئوية الكتلية للأكسجين تساوي 35%.

الجزء الثاني

يمكن حساب النسبة المئوية الكتلية للكربون في الإيثانول باستخدام المعادلة نفسها المستخدَمة في الجزء الأول، باستثناء أننا سنستخدم عدد ذرات الكربون والكتلة الذرية النسبية للكربون بدلًا من الأكسجين: .100%×(𝑛)×(𝐴)=CCــاالااان

وبما أننا أوجدنا بالفعل كتلة الصيغة النسبية للإيثانول في الجزء الأول، يمكننا التعويض عن 𝑛 لـ C، وعن 𝐴 لـ C، والتعويض بكتلة الصيغة النسبية للإيثانول في المعادلة، وإيجاد النسبة المئوية الكتلية للكربون: 100%×2×1246=.52.174%=ااانااان

وبتقريب الإجابة لأقرب عدد صحيح، نجد أن النسبة المئوية الكتلية للكربون تساوي 52%.

الجزء الثالث

يمكننا إيجاد النسبة المئوية الكتلية للهيدروجين في الإيثانول بتكرار الخطوات نفسها الواردة في الجزأين الأول والثاني، باستثناء أننا سنستخدم عدد ذرات الهيدروجين والكتلة الذرية النسبية للهيدروجين: 100%×(𝑛)×(𝐴)=100%×6×146=.13.043%=HHــاالااارواااروااارو

وبتقريب الإجابة لأقرب عدد صحيح، نجد أن النسبة المئوية الكتلية للهيدروجين تساوي 13%.

يوضِّح لنا الجدول الآتي كيف يمكن تنظيم المعلومات تنظيمًا منطقيًّا؛ بحيث يُصبح حل المسائل التي تتضمَّن نسب التركيب المئوية الكتلية أمرًا أكثر سهولة.

لإيجاد نسبة التركيب المئوية الكتلية للكربون، والهيدروجين، والأكسجين في جزيء واحد من الجلوكوز (CHO6126)، يمكننا البدء بإكمال أول ثلاثة صفوف في الجدول.

لإيجاد الكتلة النسبية الكلية لكل عنصر في الجزيء، نضرب عدد ذرات كل عنصر في الكتلة الذرية النسبية المعنية.

لإيجاد كتلة الصيغة النسبية، نجمع الكتل النسبية الكلية.

يمكن بعد ذلك إيجاد نسبة التركيب المئوية الكتلية لكل عنصر بقسمة الكتلة النسبية الكلية لكل عنصر على كتلة الصيغة النسبية والضرب في 100%: .100%×=اااااااا

مثال ٢: حساب نسبة التركيب المئوية لمركب ثلاثي

ما نسبة التركيب المئوية لمركَّب كربونات الكالسيوم (CaCO3)؟ حدِّد النسبة لأقرب منزلة عشرية.
[12 g/mol = C، 16 g/mol = O، 40 g/mol = Ca]

الحل

لإيجاد نسبة التركيب المئوية، أو نسبة التركيب المئوية الكتلية لكل عنصر في كربونات الكالسيوم، يمكننا البدء برسم الجدول الآتي:

بالنظر إلى الصيغة الكيميائية لكربونات الكالسيوم والكتل الذرية النسبية المُعطاة، يمكننا إكمال أول ثلاثة صفوف في الجدول.

لإيجاد الكتلة النسبية الكلية لكل عنصر، نضرب الكتلة الذرية النسبية في عدد الذرات الموجودة في وحدة صيغة واحدة لكل عنصر.

بجمع الكتل النسبية الكلية لجميع العناصر، نحصل على كتلة الصيغة النسبية لـ CaCO3.

لإيجاد نسبة التركيب المئوية الكتلية لكل عنصر، يمكننا استخدام المعادلة الآتية: .100%×=اااااااا

بالتقريب لأقرب منزلة عشرية، تكون نسب التركيب المئوية لمركَّب كربونات الكالسيوم هي 40.0% كالسيوم، و12.0% كربون، و48.0% أكسجين.

دائمًا ما تكون نسبة التركيب المئوية الكتلية لعنصر في مركب متماثلة، بغض النظر عن حجم العيِّنة، طالما أن العيِّنة نقية.

نفترض أن لدينا عيِّنة من الجلوكوز كتلتها 400 جرام. تُشير نسبة التركيب المئوية للجلوكوز إلى أن 40.00% من الكتلة الكلية للعيِّنة تتكوَّن من الكربون (160.00 g)، وأن 6.67% من الكتلة تتكوَّن من الهيدروجين (26.68 g)، وأن 53.33% من الكتلة تتكوَّن من الأكسجين (213.32 g).

يمكننا استخدام بيانات الكتلة التي يتم الحصول عليها مختبريًّا لتحديد نسبة التركيب المئوية لعناصر مركب. في المختبر، نتعامل مع الكتل بوحدة الجرام أو وحدة الكيلوجرام بدلًا من الكتل الذرية النسبية أو كتل الصيغة. ومن ثَمَّ، يمكننا تعديل معادلة نسبة التركيب المئوية لإظهار هذا الفارق: .100%×=اااااااا

مثال ٣: حساب نسبة التركيب المئوية لمركب ثنائي نظري

يحتوي مُركَّب على العنصرين X، Y فقط. تحتوي عيِّنة من هذا المُركَّب كتلتها 12.5 g على 6.50 g من X. ما النسبة المئوية لتركيب هذا المركب؟

الحل

يطلب منا هذا السؤال إيجاد نسبة التركيب المئوية، أو نسبة التركيب المئوية الكتلية للعنصرين X وY في مركب ما. للقيام بذلك، يمكننا استخدام معادلة نسبة التركيب المئوية الكتلية الآتية: .100%×=اااااااا

نحن نعلم أن الكتلة الكلية للعيِّنة التي تحتوي على المركب هي 12.5 g، وأن هذه العيِّنة تحتوي على 6.50 g من X. ومن ثَمَّ، يمكننا التعويض بهاتين القيمتين في المعادلة: ،اااـ100%×6.5012.5=ggX فنجد أن نسبة التركيب المئوية الكتلية لـ X تساوي 52%.

بما أن المركب يحتوي على العنصرين X وY فقط، إذن مجموع نسب التركيب المئوية الكتلية للعنصرين X وY يجب أن يساوي 100%: .100%=+YXاااـاااـ

يمكننا التعويض بنسبة التركيب المئوية الكتلية لـ X في المعادلة: ،اااـ100%=+52%Y فنجد أن نسبة التركيب المئوية الكتلية لـ Y تساوي 48%. ومن ثَمَّ، تكون نسبة التركيب المئوية الكتلية للمركب هي 52%X و48%Y.

مثال ٤: حساب كتلة كلوريد الكالسيوم التي تحتوي على كتلة معلومة من الكلور

ما عدد جرامات CaCl2 التي تحتوي على 15.0 g من الكلور؟ قرِّب إجابتك لأقرب منزلة عشرية. [35.5 g/mol = Cl، 40 g/mol = Ca]

الحل

لإيجاد عدد جرامات كلوريد الكالسيوم (CaCl2) التي تحتوي على 15.0 g من الكلور، علينا أولًا إيجاد نسبة التركيب المئوية الكتلية للكلور في المركب. يمكن إيجاد نسبة التركيب المئوية الكتلية للكلور في CaCl2 باستخدام المعادلة: ،ــااـاار100%×(𝑛)×(𝐴)=ClClCaCl2 حيث يمثِّل 𝑛 عدد الذرات في وحدة صيغة واحدة من CaCl2، ويمثِّل 𝐴 الكتلة الذرية النسبية.

يمكن حساب كتلة الصيغة النسبية لكلوريد الكالسيوم بجمع الكتل الذرية النسبية للذرات المكوِّنة في وحدة صيغة واحدة من كلوريد الكالسيوم: (𝑛×𝐴)+(𝑛×𝐴)=(2×35.5)+(1×40)=.111=ClCa222ClCaCaClCaClCaClــااـااـااـ

يمكننا بعد ذلك التعويض عن 𝑛 لـ Cl، وعن 𝐴 لـ Cl، والتعويض بكتلة الصيغة النسبية لكلوريد الكالسيوم في معادلة نسبة التركيب المئوية: ،اار100%×2×35.5111= فنجد أن النسبة المئوية الكتلية للكلور في كلوريد الكالسيوم تساوي 63.964%.

إن نسبة التركيب المئوية الكتلية لعنصر في مركب تكون متماثلة، دون النظر إلى حجم العيِّنة، ما دامت العيِّنة نقية. لدينا هنا عيِّنة من كلوريد الكالسيوم تحتوي على 15.0 g من الكلور. وهذه الكتلة التي مقدارها 15.0 g من الكلور يجب أن تمثِّل 63.964% من الكتلة الكلية للعيِّنة. يمكننا تعديل متغيِّرات معادلة نسبة التركيب المئوية لإيجاد الكتلة الكلية لـ CaCl2: .100%×=ااراااـاارCaCl2

يمكننا بعد ذلك التعويض بنسبة التركيب المئوية للكلور والكتلة الكلية للكلور في المعادلة: ،ااـ100%×15.0=63.964%gCaCl2 وإعادة ترتيبها لإيجاد الكتلة الكلية للعيِّنة: 15.0=0.6396415.0=0.63964×.23.4507=gCaClgCaClgCaCl222ااـااـااـ

بتقريب الكتلة لأقرب منزلة عشرية، سيحتوي 23.5 g من CaCl2 على 15.0 g من الكلور.

مثال ٥: إيجاد عدد ذرات الفاناديوم الموجودة في أحد أكاسيد الفاناديوم من نسبة التركيب المئوية

الصيغة الجزيئية لأحد مركَّبات الفاناديوم هي VOX3؛ حيث 𝑋 عدد صحيح. إذا كانت النسبة المئوية الكتلية للعنصر V في المركب VOX3 هي 68%، فما قيمة 𝑋؟ [16 g/mol = O، 51 g/mol = V]

الحل

معادلة النسبة المئوية الكتلية للفاناديوم في أكسيد الفاناديوم المجهول هي: ،ـااـاااـ100%×𝑛×(𝐴)=V3VVOVX حيث يمثِّل 𝑛V عدد ذرات الفاناديوم في جزيء واحد من VOX3، ويمثِّل 𝐴 الكتلة الذرية النسبية. النسبة المئوية الكتلية والكتلة الذرية النسبية للفاناديوم مُعطاتين في السؤال. ومن ثَمَّ، يمكن التعويض عن 𝑛V بالمتغيِّر 𝑋 الذي يمثِّل عدد ذرات الفاناديوم في VOX3: .100%×𝑋51=68%VOX3ااـ

يمكن حساب كتلة الصيغة النسبية لـ VOX3 بجمع الكتل الذرية النسبية للذرات المكوِّنة في جزيء واحد من VOX3: (𝑛×𝐴)+(𝑛×𝐴)=(3×16)+(𝑋51)=.48+51𝑋=OV333OVVOVOVOــااـااـااـXXX

بعد ذلك، يمكن التعويض بكتلة الصيغة النسبية في معادلة نسبة التركيب المئوية: .100%×51𝑋(51𝑋+48)=68%

بعد ذلك، يمكننا إعادة ترتيب المعادلة لإيجاد قيمة 𝑋، الذي يمثِّل عدد ذرات الفاناديوم: 51𝑋(51𝑋+48)=0.6851𝑋=(51𝑋+48)0.6851𝑋=32.64+31.68𝑋16.32𝑋=32.64.𝑋=2

ومن ثَمَّ، فإن قيمة 𝑋 في VOX3 تساوي 2.

هيا نلخِّص بعض النقاط الهامة التي تعلَّمناها في هذا الشارح.

النقاط الرئيسية

  • نسبة التركيب المئوية الكتلية هي طريقة للتعبير عن التركيب الكيميائي لمركب.
  • المعادلة العامة لنسبة التركيب المئوية الكتلية هي: .100%×𝑛×𝐴=ااااا
  • يمكن استخدام معادلة نسبة التركيب المئوية عند إيجاد نسبة التركيب المئوية لجزيء واحد أو وحدة صيغة واحدة أو كتلة عيِّنة كبيرة: .100%×//=ااااااااا
  • لا تتغيَّر نسبة التركيب المئوية، دون النظر إلى كمية المركب الموجودة.
  • مجموع نسب التركيب المئوية لمركب يجب أن يساوي 100%.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.