Sastāva definīcija (ķīmija)

Ķīmiskais sastāvs attiecas uz relatīvajām proporcijām, kādās ir atrodams katrs elements, kas ir vielas, savienojuma vai materiāla daļa. Tas var mainīties, kad notiek ķīmiskas izmaiņas vai tiek atņemts vai pievienots noteikts elementa daudzums, mainot savienojuma proporcijas.

Jebkuras vielas ķīmiskā sastāva noteikšanas fakts runā par tās identitāti, kas kas ir būtisks dažādu cilvēku uzvedības raksturošanai un izpratnei materiāliem. Ķīmisko sastāvu var attēlot dažādos veidos, starp visbiežāk lietotajām ir: ķīmiskās formulas un procentuālais sastāvs.

Ķīmiskās formulas, procentuālais sastāvs un piemēri abiem modeļiem

Ķīmiskie elementi ir bloki, kas veido visas mums zināmās vielas; tie ir attēloti ar ķīmiskiem simboliem, kas tos atšķir vienu no otra. Piemēram, C ir ogleklis, H ir ūdeņradis un O skābeklim. Viens no veidiem, kā attēlot savienojuma ķīmisko sastāvu, ir izmantot ķīmiskās formulas, un starp tām visbiežāk izmantotā ir molekulārā formula, kas izmanto katra savienojumā esošā elementa simbolu, kam seko apakšindeksa numurs, kas norāda elementa atomu skaitu, kas veido savienojumu. viela. Piemēram, H

₂Vai arī ūdens molekulārā formula norāda, ka šīs vielas ķīmiskais sastāvs ir divi ūdeņraža atomi un viens skābekļa atoms katrā molekulā.

Vielas procentuālais sastāvs ir katra elementa masas attiecība, kas izteikta procentu vienībās. To aprēķina, dalot katra elementa masu ar kopējo masu un reizinot ar 100%. Savienojuma procentuālā sastāva aprēķinā tiek izmantotas atomu masas, kas norādītas periodiskajā tabulā, kas atbilst katram elementam.

Piemēram, ja vēlaties uzzināt ūdens procentuālo sastāvu, vispirms ir jāaprēķina molārā masa, šim nolūkam pievienojot atomu masas katrs elements, šajā gadījumā ūdeņradis un skābeklis, reizināts ar atomu skaitu, ko katrs nodrošina, ūdeņradim: H= (1g/mol)(2 atomi)= 2 g/mol, un skābeklim: O= (16 g/mol) (1 atoms)= 16 g/mol, pievienojot abus daudzumus: 2 g/mol + 16 g/mol= 18 g/mol, tas tiks pieņemts kā masu Kopā. Tagad katra elementa masu sadaliet ar kopējo masu un reiziniet ar 100%, ūdeņradim: (2 g/mol/18 g/mol) (100%)= 11%, (16 g/mol/18 g/mol )(100%)= 89%. Rezultātā ūdens procentuālais sastāvs būtu 11% ūdeņraža, 89% skābekļa. Šis ķīmiskā sastāva attēlojums ir īpaši noderīgs maisījumiem, kas ir divu vai vairāku savienojumu vienības. apvienots, šeit procentuālo sastāvu izmanto, lai noteiktu katra savienojuma koncentrāciju maisījumā un prognozētu to uzvedība.

Vielas ķīmiskā sastāva noteikšanai ir dažādas metodes. Tostarp analītiskās metodes, piemēram, infrasarkanā spektroskopija, masas spektrometrija un magnētiskā rezonanse kodols, var identificēt konkrētas molekulas vielā, salīdzinot modeļus un spektrus, pret kuriem tās rada standartiem. Hromatogrāfija ir vēl viens plaši izmantots paņēmiens, jo tā atdala maisījuma sastāvdaļas, pamatojoties uz to šķīdības atšķirībām, lai uzzinātu sastāvdaļas nezināmā maisījumā. Elementu ķīmiskā analīze ietver tādas metodes kā absorbcijas spektroskopija, kuras pamatā ir viļņu garumi kas absorbē noteiktu elementu un, pamatojoties uz reģistrētajiem spektriem, ir iespējams uzzināt, kurš elements atrodas viela. Dažas mikroskopijas metodes, piemēram, transmisijas elektronu mikroskopija, var arī palīdzēt identificēt paraugā esošās daļiņas. Turklāt ir kvantitatīvās metodes, kas ļauj noteikt vielas ķīmisko sastāvu reakcijas, kas atklāj noteiktu molekulu identitāti, piemēram, skābes-bāzes, oksidācijas-reducēšanās un nokrišņi.

Lietojumprogrammas

Vielu ķīmiskā sastāva izpratne ir būtiska daudzos lietojumos, ne tikai ķīmijā, bet materiālu inženierijā, vides zinātnē, bioloģijā, kondensēto vielu fizikā un medicīnā, starp citiem. Piemēram, rūpnieciskajos procesos ir ļoti svarīgi zināt precīzu to reaģentu ķīmisko sastāvu, kurus izmanto kā izejvielas ražošanā. radīsies daži vērtīgi produkti, kas nodrošinās pilnīgu to kvalitātes un tīrības kontroli, kā arī drošības ziņā dažādos ražošanas posmos. kriminālvajāšana.

Nedaudz runājot par ķīmiskā sastāva nozīmi veselības jomā, kad runa ir par analīzi noteiktu slimību diagnosticēšanai, tiek izmantotas analītiskās metodes. noteicošajiem faktoriem, jo, zinot, kāds ir bioloģisko paraugu ķīmiskais sastāvs, var uzzināt to izcelsmi vai identificēt to izcelsmi, turklāt attīstībai Attiecībā uz zālēm un pētījumiem šajā jomā to formulēšanai ir ļoti svarīgi nodrošināt kvalitātes kontroli, kas analizē tirgū nonākošo produktu ķīmisko sastāvu. tirgus.