Koostumuksen määritelmä (kemia)

Kemiallinen koostumus viittaa suhteellisiin suhteisiin, joissa jokainen aineeseen, yhdisteeseen tai materiaaliin kuuluva alkuaine löytyy. Tämä voi muuttua, kun kemiallisia muutoksia tapahtuu tai tietty määrä alkuainetta vähennetään tai lisätään, mikä muuttaa yhdisteen suhteita.

Minkä tahansa aineen kemiallisen koostumuksen nimeäminen kertoo sen identiteetistä, joka mikä on olennaista erilaisten käyttäytymisen karakterisoinnissa ja ymmärtämisessä materiaaleja. Kemiallinen koostumus voidaan esittää eri tavoin, eniten käytettyjä ovat: kemialliset kaavat ja prosenttikoostumus.

Kemialliset kaavat, prosenttikoostumus ja esimerkkejä molemmista malleista

Kemialliset alkuaineet ovat lohkoja, jotka muodostavat kaikki tuntemamme aineet; niitä edustavat kemialliset symbolit, jotka erottavat ne toisistaan. Esimerkiksi C on hiiltä, ​​H on vety ja O happi. Yksi tapa esittää yhdisteen kemiallinen koostumus on kemiallisten kaavojen avulla, joista eniten käytetty on molekyylikaava, joka käyttää kunkin yhdisteessä olevan alkuaineen symbolia, jota seuraa alaindeksinumero, joka ilmaisee yhdisteen muodostavien elementin atomien lukumäärän. aine. Esimerkiksi H

₂Tai veden molekyylikaava osoittaa, että tämän aineen kemiallinen koostumus on kaksi vetyatomia ja yksi happiatomi molekyyliä kohti.

Aineen prosenttiosuus on massaosuus, jota yhdisteen jokainen alkuaine edustaa prosenttiyksiköinä ilmaistuna. Se lasketaan jakamalla kunkin elementin massa kokonaismassalla ja kertomalla 100%. Yhdisteen prosentuaalisen koostumuksen laskennassa käytetään jaksollisessa taulukossa ilmoitettuja atomimassoja, jotka vastaavat kutakin alkuainetta.

Jos esimerkiksi haluat tietää veden prosentuaalisen koostumuksen, sinun on ensin laskettava moolimassa, jota varten sinun on laskettava atomimassat jokainen alkuaine, tässä tapauksessa vety ja happi, kerrottuna kunkin muodostamien atomien lukumäärällä vedyn osalta: H= (1g/mol)(2 atomia)= 2 g/mol ja hapen osalta: O= (16 g/mol) (1 atomi)= 16 g/mol, lisäämällä molemmat määrät: 2 g/mol + 16 g/mol= 18 g/mol, tämä katsotaan massa kaikki yhteensä. Jaa nyt kunkin alkuaineen massa kokonaismassalla ja kerro 100 %:lla vedyn osalta: (2 g/mol/18 g/mol) (100 %)= 11 % (16 g/mol/18 g/mol) )(100 %) = 89 %. Tämän seurauksena veden prosenttiosuus olisi 11 % vetyä ja 89 % happea. Tämä kemiallisen koostumuksen esitys on erityisen hyödyllinen seoksille, jotka ovat kahden tai useamman yhdisteen kokonaisuuksia. yhdistettynä, tässä prosentuaalista koostumusta käytetään kunkin yhdisteen pitoisuuden määrittämiseen seoksessa ja sen ennustamiseen käyttäytymistä.

On olemassa erilaisia ​​menetelmiä aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseksi. Niistä analyyttiset tekniikat, kuten infrapunaspektroskopia, massaspektrometria ja magneettiresonanssi ydin, voi tunnistaa tiettyjä molekyylejä aineessa vertaamalla niiden synnyttämiä kuvioita ja spektrejä vastaan standardit. Kromatografia on toinen laajalti käytetty tekniikka, koska se erottaa seoksen komponentit niiden liukoisuuserojen perusteella, jotta tiedetään tuntemattoman seoksen komponentit. Alkuainekemiallinen analyysi kattaa tekniikat, kuten absorptiospektroskopian, joka perustuu aallonpituuksiin joka absorboi tietyn elementin ja tallennettujen spektrien perusteella on mahdollista tietää, mikä elementti on läsnä aine. Tietyt mikroskopiatekniikat, kuten transmissioelektronimikroskooppi, voivat myös auttaa tunnistamaan näytteessä olevat hiukkaset. Lisäksi on olemassa kvantitatiivisia tekniikoita, joiden avulla voidaan määrittää aineen kemiallinen koostumus reaktiot, jotka paljastavat tiettyjen molekyylien identiteetin, kuten happo-emäs, hapetus-pelkistys ja sademäärä.

Sovellukset

Aineiden kemiallisen koostumuksen ymmärtäminen on välttämätöntä monissa sovelluksissa, ei vain kemiassa, mutta materiaalitekniikassa, ympäristötieteissä, biologiassa, kondensoituneen aineen fysiikassa ja lääketieteessä, muun muassa. Esimerkiksi teollisissa prosesseissa on äärimmäisen tärkeää tietää niiden reagenssien tarkka kemiallinen koostumus, joita käytetään raaka-aineina tuotannossa. tuloksena on tiettyjä arvokkaita tuotteita, mikä varmistaa niiden laadun ja puhtauden täydellisen hallinnan sekä turvallisuuden eri vaiheissa. syytteeseenpano.

Puhuttaessa hieman kemiallisen koostumuksen merkityksestä terveyden alalla, kun on kyse analyysistä tiettyjen sairauksien diagnosoimiseksi, analyysimenetelmät ovat determinantteja, sillä tietämällä, mikä biologisten näytteiden kemiallinen koostumus on, on mahdollista tietää niiden alkuperä tai tunnistaa niiden alkuperä, lisäksi kehitystä varten. lääkkeiden ja tämän alan tutkimukseen niiden formuloinnin kannalta on erittäin tärkeää, että käytössä on laadunvalvonta, joka analysoi markkinoille tulevien tuotteiden kemiallisen koostumuksen. markkinoida.