Решен пример: Изчисляване на масов процент

Ето тук е молекулната формула на глюкозата. Нека кажем, че имам проба от чиста глюкоза. Това е моята малка купчина глюкоза. Дори няма да ти кажа масата ѝ, но благодарение на молекулната формула можеш ли да изчислиш процента на въглерода от количеството на пробата? Спри видеото и помисли. За да ти помогна малко, ще ти дам средните атомни маси на въглерода, водорода и кислорода. Нека сега заедно да решим задачата. Причината за това, че масата на глюкозата няма значение, е в това, че процентното съдържание на въглерода трябва да бъде еднакво без значение от количеството. Но, за да ни помогне да решим задачата, може да си представим количество. Нека приемем това за един мол, това е един мол глюкоза. Единият начин, по който можем да разсъждаваме за това, е, че за всеки мол глюкоза имаме 6 мола въглерод, защото молекулата на глюкозата съдържа 6 атома въглерод. Така можем да кажем каква ще бъде масата на 6 мола въглерод разделен на масата на един мол глюкоза. Причината защо 6 мола въглерод разделяме на 1 мол глюкоза е, ако приемем, че това е един мол глюкоза, всяка молекула глюкоза има 6 въглерода. Така ще имаме 6 пъти въглеродни атоми или 6 мола въглерод. На колко ще бъде равно това? Това ще бъде равно на, това ще е числителят, ще имаме 6 мола въглерод умножено по моларната маса на въглерода. На колко е равно това? Можем да вземем това от средната атомна маса на въглерода. Ако средната атомна маса е 12,01 u, то моларната маса ще бъде 12,01 грама за мол въглерод. И така умножаваме по 12,01 грама за мол въглерод. Забелязваме, че в числителя ще останат само грамове. А в знаменателя какво ще имаме? Масата на един мол глюкоза, за всяка молекула глюкоза, имаме 6 въглерода, 12 водорода и 6 кислорода. Ще бъде масата на 6 мола въглерод, 12 мола водород и 6 мола кислород. Ще бъде точно това, което имаме тук, ще е 6 мола въглерод умножено по моларната маса на въглерода, 12,01 грама за мол въглерод. Към това ще добавим масата на 12 мола водород. 12 мола водород умножаваме по моларната маса на водорода, която е 1,008 грама за мол водород. Плюс 6 мола кислород по моларната маса на кислорода, която е 16,00 грама за мол кислород. Хубавото нещо е, че тук долу, мерните единици се унищожават и така остават само грамове в знаменателя и в това има смисъл. Ще завършим с грамове в числителя, грамове в знаменателя и мерните единици ще се съкратят и ще получим процент накрая. Нека погледнем в числителя: 6 пъти по 12,01 е 72,06. А сега в знаменателя първо ще направя сметките и след това ще обърна внимание на значещите цифри. В знаменателя имаме 72,06 плюс 12 по 1,008, което е 12,096 и след това имаме 6 по 16, което е 96,00 и това ще бъде равно на 72, ако първо мислим за изчисленията преди да вземем предвид значещите цифри, 72,06 делено на, ако добавя 72 към 12 получавам 84, плюс 96, получавам 180,156. Дали направих това правилно? Ако само бях събрал всичко без изобщо да помисля за значещите цифри. Можем да въведем това в калкулатор, но трябва да си напомним, че крайния ни резултат трябва да има не повече от 4 значещи цифри. Защото дори тук долу, ако само правехме изчисленията, това би трябвало да има 4 значещи цифри, щеше да ни доведе до мястото на стотните и когато съберем всичко това заедно трябва да стигнем не повече от мястото на стотните, но дори и ако закръглим тук за значещите цифри, пак бихме получили поне 4, всъщност щяхме да имаме 5 значещи цифри. Така тези 4 значещи цифри са нашето ограничение. Трябва да изчислим това и да закръглим до 4 значещи цифри. 72,06 разделено на 180,156 е равно на, ако закръглим до 4 значещи цифри, това ще бъде 4,000. Така това ще бъде приблизително 0,4000 или можем да кажем 40% или 40,00% въглерод от масата, когато закръглим до 4 значещи цифри. Готови сме!