1.12 Sljedeća jedinica Ponavljanje i usustavljivanje gradiva o tvarima, smjesama i otopinama
1.11

Maseni i volumni udjeli sastojaka smjese

Moći ću:
  • definirati maseni i volumni udio sastojaka u smjesi
  • izračunati maseni ili volumni udio sastojaka u smjesi
  • iskazati kvantitativni sastav smjese tvari
  • izraditi odgovarajući grafički prikaz udjela sastojaka u smjesi na temelju podataka o sastavu smjese
  • samostalno pripraviti otopinu na temelju zadanoga masenog ili volumnog udjela sastojaka u smjesi.

Uvod

Kuharice s receptima kriju prave male kemijske priručnike.

Jeste li pomagali pri vaganju sastojaka za kolač ili u pripremi  zimnice?

Na primjer, kiselili paprike s 25% vodene otopine octene kiseline?

Ili radili sirup od voća kada se dodaje masa limunske kiseline?

Za pripremu kolača koriste se brojni sastojci

i svi su iskazani u gramima.

Znate li iskazati u postotcima sastav nekog kolača?

Uvod

Jeste li ikada čitali upute za pripremu jela? Kuharice s receptima kriju prave male kuharske kemijske priručnike. Za kiseljenje paprika koristi se 25 % vodena otopina octene kiseline, za kuhanje različitih sirupa dodaje se točno određena masa limunske kiseline, za pripremu kolača koriste se brojni sastojci i svi su iskazani u gramima. Znate li iskazati u postotcima sastav nekog kolača?

Na slici su prikazani sastojci za kolač: u sredini na prosutom brašnu na stolu, nalaze se dva jaja (smeđe i bijelo).Lijevo gore na slici je zdjelica s maslacem. Ispod se nalazi pjenjača za mješanje. Desno sje šalica s kakaom i gore desno je šalica s smeđim šećerom. Između šalica je stalklena bočica s mlijekom.
Sastojci za pripremu kolača

Maseni udjeli sastojaka u smjesi

Sastav smjese možemo iskazati na dva načina:

kvalitativno i kvantitativno.

Kvalitativnim sastavom iskazujemo od kojih se tvari

sastoji neka smjesa.

Te tvari nazivamo sastojci.

Kad kvantitativno opisujemo sastav neke smjese,

onda kažemo koliko kojih tvari ima u uzorku.

Prikažimo to na primjeru žbuke.

Maseni udjeli sastojaka u smjesi

Sastav smjese možemo iskazati na dva načina: kvalitativno i kvantitativno. Kvalitativnim sastavom iskazujemo od kojih se tvari sastoji neka smjesa. Te tvari nazivamo sastojci. Kad kvantitativno opisujemo sastav neke smjese, onda kažemo koliko kojih tvari ima u smjesi. Prikažimo to na primjeru žbuke.

Žbuka
Current Time 0:00
/
Duration Time 0:00
Loaded: 0%
0:00
Progress: 0%
Stream TypeLIVE
Remaining Time -0:00
 
1

Vapnena žbuka  je smjesa gašenog vapna,

pijeska i vode.

To je njezin  kvalitativni sastav.

 

Kvantitativni sastav žbuke pokazuje koliko ima vapna,

koliko ima pjeska i koliko ima vode.

Kvantitativni sastav smjese možemo iskazati

masenim udjelima sastojaka u smjesi.

Maseni udio sastojka u smjesi označavamo slovom w.

Maseni udio nekog sastojka izračunavamo:

\(w(\text{sastojak}) = \dfrac{m(\text{sastojak})}{m(\text{smjesa})}\cdot \pu{100 \%}\)w(\text{sastojak}) = \dfrac{m(\text{sastojak})}{m(\text{smjesa})}\cdot \pu{100 \%}

To znači da se maseni udio nekog sastojka

dobije dijeljenjem mase sastojka s masom smjese.

Vrijednost masenog udjela iskazuje se

decimalnim brojem ili postotkom.

Zbroj masenih udjela svih sastojaka u smjesi je 1

ili, ako ga iskazujemo u postotcima, 100 %.

To znači:

\(w(\text{A}) + w(\text{B}) + w(\text{C}) = 1 \: \textrm{ili} \: \pu{100 \%}\)w(\text{A}) + w(\text{B}) + w(\text{C}) = 1 \: \textrm{ili} \: \pu{100 \%}

Napomena: A, B i C su različiti sastojci u smjesi.

Maseni udio je veličina koja najčešće opisuje

sastav krutih smjesa.

Volumni udio koristi za opis sastava plinovitih

i tekućih smjesa.

Rezultati oba udjela iskazuju se najčešće u postotcima.

Zornosti rezultata pridonosi grafički prikaz.

Neke od njih već jako dobro poznajete,

primjerice, tortni grafikon.

Uvrstite li dobivene podatke u program Excel

ili ih obradite nekim drugim digitalnim alatom

za izradu grafikona koji su vam opisani na mrežnoj stranici CARNET-ov e-laboratorij (npr. Meta-Chart),

lako ćete dobiti tortni grafikon.

Kako izgleda tortni grafikon

sastojaka čokoladnog kolača?

Za prikaz tortnoga grafikona iskoristit ćemo

uputu (recept) za pripremu čokoladnog kolača.

Za pripremu kolača potrebno je :

200 g čokolade,

100 g šećera,

150 g maslaca,

4 jaja (oko 200 g),

150 g brašna,

jedan prašak za pecivo (15 g) i

jedan vanilin šećer (8 g).

Kažemo li da je vapnena žbuka smjesa gašenog vapna, pijeska i vode, iskazali smo njezin kvalitativni sastav. No, ako navedemo koliko ima vapna, koliko pijeska, a koliko vode, iskazali smo kvantitativni sastav žbuke.

Kvantitativni sastav smjese možemo iskazati masenim udjelima sastojaka u smjesi.

Maseni udio sastojka u smjesi označavamo slovom w.

Maseni udio nekog sastojka izračunavamo:

 

\(w(\text{sastojak}) = \dfrac{m(\text{sastojak})}{m(\text{smjesa})}\cdot \pu{100 \%}\)w(\text{sastojak}) = \dfrac{m(\text{sastojak})}{m(\text{smjesa})}\cdot \pu{100 \%}

 

To znači da se maseni udio nekog sastojka dobije dijeljenjem mase sastojka s masom smjese.

Vrijednost masenog udjela iskazuje se decimalnim brojem ili postotkom.

Zbroj masenih udjela svih sastojaka u smjesi je 1 ili, ako ga iskazujemo u postotcima, 100 %. To znači:

 

\(w(\text{A}) + w(\text{B}) + w(\text{C}) = 1 \: \textrm{ili} \: \pu{100 \%}\)w(\text{A}) + w(\text{B}) + w(\text{C}) = 1 \: \textrm{ili} \: \pu{100 \%}

 

Napomena: A, B i C su različiti sastojci u smjesi.

Maseni udio je veličina koja najčešće opisuje sastav krutih smjesa, dok se volumni udio koristi za opis sastava plinovitih i tekućih smjesa. Rezultati oba udjela iskazuju se najčešće u postotcima.

 

Zornosti rezultata pridonosi grafički prikaz. Neke od njih već jako dobro poznajete, primjerice, tortni grafikon. Uvrstite li dobivene podatke u program Excel ili ih obradite nekim drugim digitalnim alatom za izradu grafikona koji su vam opisani na mrežnoj stranici CARNET-ov e-laboratorij (npr. Meta-Chart), lako ćete dobiti tortni grafikon.

 

Kako izgleda tortni grafikon sastojaka čokoladnog kolača?

Za prikaz tortnoga grafikona iskoristit ćemo uputu (recept) za pripremu čokoladnog kolača.

Za pripremu kolača potrebno je 200 g čokolade, 100 g šećera, 150 g maslaca, 4 jaja (oko 200 g), 150 g brašna, jedan prašak za pecivo (15 g) i jedan vanilin šećer (8 g).

Na slici je prikazan tortni grafikon (u obiku torte) na kojem su označeni sastojci čokoladnoga kolača u obliku isječaka: 24.30% ima jaja (žuti isječak), isto toliko čokolade (plavi isječak) 18.23% brašna (svijetlo plavi isječak), isto toliko maslaca (sivi isječak). Ima malo prašška za pecivo (zelena boja) i vanilinog šećera .
Tortni grafikon – sastojci čokoladnoga kolača

Riješeni primjer 1.

Majka je napravila smjesu od koje će ispeći kolač. Smjesa se sastoji od 200 g šećera, 200 g margarina i 250 g brašna. Koliki je maseni udio margarina u toj smjesi?

Odaberite točan odgovor.

Za neki kemijski pokus treba pripremiti 50 g smjese usitnjenog koksa i magnezijeva oksida s masenim udjelom koksa 65 %. Koliko magnezijeva oksida treba odvagati za dobivanje te smjese?

Volumni udjeli sastojaka u smjesi

Osim masenim udjelom, sastav homogenih smjesa

(plinske smjese i smjese tekućina koje se miješaju)

možemo iskazati volumnim udjelom

pojedinog sastojka u smjesi.

\(\varphi(\textrm{sastojak}) = \dfrac{V(\textrm{sastojak})}{V(\textrm{smjesa})}\cdot \; \pu{100 \%}\)\varphi(\textrm{sastojak}) = \dfrac{V(\textrm{sastojak})}{V(\textrm{smjesa})}\cdot \; \pu{100 \%}

Volumni udjeli sastojaka u smjesi

Osim masenim udjelom, sastav homogenih smjesa (plinske smjese i smjese tekućina koje se miješaju) možemo iskazati volumnim udjelom pojedinog sastojka u smjesi.

 

\(\varphi(\textrm{sastojak}) = \dfrac{V(\textrm{sastojak})}{V(\textrm{smjesa})}\cdot \; \pu{100 \%}\)\varphi(\textrm{sastojak}) = \dfrac{V(\textrm{sastojak})}{V(\textrm{smjesa})}\cdot \; \pu{100 \%}

Riješeni primjer 2.

Glavni sastojci zraka su dušik i kisik. Utvrđeno je da u 10 L zraka ima 7,8 L dušika. Koliki je volumni udio dušika u zraku?

Izradite tortni dijagram kojim ćete prikazati sastav Zemljine atmosfere. Uvrstite li dobivene podatke u program Excel ili ih obradite nekim drugim digitalnim alatom za izradu grafikona koji su vam opisani na mrežnoj stranici CARNET e-laboratorij (npr. Meta-Chart), lako ćete dobiti tortni grafikon.

Pritom se koristite sljedećim podacima:

\(w(\ce{CO_2}) = \pu{0,04 \%} \)w(\ce{CO_2}) = \pu{0,04 \%}
\(w(\ce{NO_2}) = \pu{78,00 \%} \)w(\ce{NO_2}) = \pu{78,00 \%}
\(w(\ce{Ar}) = \pu{0,93 \%}\)w(\ce{Ar}) = \pu{0,93 \%}
\(w(\ce{O_2}) = \pu{20,90 \%}\)w(\ce{O_2}) = \pu{20,90 \%}

Odaberite točan odgovor.

Pri iskazivanju volumena rabimo različite mjerne jedinice za volumen. U sljedećem nizu označite pogrešnu jednakost.

Odaberite točan odgovor.

U suhom zraku udio dušika iznosi 78,00 %, kisika 20,90 %,
argona 0,93 %, a ugljikova dioksida 0,04 %. Izračunajte koliko litara kisika sadržava šest litara suhoga zraka?

1/2