home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter4.3c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  10KB  |  268 lines
  1. à 4.3cèPercentage Composition
  2. äèPlease calculate ê percentage by mass ç ê specified element(s) or formula units ï ê
  3. followïg compounds.
  4. â Fïd ê percentage ç chlorïe ï phosphorous trichloride, PCl╕.
  5. The percentage ç chlorïe is ê mass ç ê chlorïe ï 100 grams ç
  6. PCl╕.èWe know that one mole ç PCl╕ contaïs three moles ç Cl.èOne mol
  7. ç PCl╕ weighs 30.97 + 3(35.45) = 137.3 g.èThree moles ç Cl weigh
  8. 3 x 35.45 = 106.4 g.èThe mass ç chlorïe per 100 grams ç PCl╕ is
  9. (106.4 g Cl/137.3 g PCl╕) x 100 = 77.49, so ê percentage ç chlorïe is
  10. 77.49%.èè
  11. éSèPer cent means ê number ç parts out ç one hundred parts. 
  12. The percentage composition refers ë ê masses ç ê elements ï a com-
  13. pound per one hundred grams ç ê compound.èWe can use ê formula ç
  14. ê compound ë obtaï ê mass ç ê element ï one mole ç ê com-
  15. pound.èWith that ïformation, we can easily calculate ê mass ç ê
  16. element ï one hundred grams.è
  17.  
  18. Let's calculate ê percentage ç nitrogen ï ammonium nitrate, NH╣NO╕.
  19. One mole ç ammonium nitrate contaïs two moles ç nitrogen, four moles
  20. ç hydrogen, å three moles ç oxygen.èThe molar mass ç ammonium
  21. nitrate is 2(14.01) + 4(1.008) + 3(16.00) = 80.05 g/mol.èThe mass ç
  22. nitrogen ï 80.05 g ç ammonium nitrate is 2(14.01) or 28.02 g.èThe
  23. percentage ç nitrogen is:
  24.  
  25.     èèè grams ç nitrogen ï one mole ç compound
  26.     ?% N = ───────────────────────────────────────── x 100
  27. èèèèèèèèèmass ç one mole ç compound
  28.  
  29.     èèèèèèèèè 2(14.01) g N
  30.     ?% N = ─────────────────────────────────────── x 100 = 35.00% N
  31.     èèè 2(14.01) + 4(1.008) + 3(16.00) g NH╣NO╕
  32.  
  33. The ïformation ë fïd ê percentage can be presented ï oêr ways.
  34. Consider ê followïg example.èWhen 2.000 grams ç tï reacted with 
  35. excess oxygen, 2.539 grams ç a tï oxide were formed.èWhat is ê 
  36. percentage ç tï ï ê compound? 
  37.  
  38. The percentage ç tï is ê mass ç tï ï 100 grams ç ê oxide.
  39. We can obtaï ê mass ç tï per gram ç compound from ê given masses.
  40. Multiplyïg ê mass per gram by one hundred yields ê desired percent-
  41. age.è
  42.     èèèèèèmass tï
  43.     ?% Sn = ──────────────── x 100
  44. èèèèèèèèmass ç compound
  45.  
  46.     èèèèè 2.000 g Sn
  47.     ?% Sn = ──────────────── x 100 = 78.77% Sn
  48. èèèèèèèè2.539 g compound
  49.  
  50. So far we have only calculated ê percentage ç one element ï a com-
  51. pound, but ê oêr percentages are calculated ï ê same manner.èOf
  52. course, ê sum ç ê percentages ç ê elements ï a compound must
  53. equal 100, but you already knew that! 
  54.  
  55. Farmers are ïterested ï ê elemental percentage composition ç êir
  56. fertilizers so that êy can use ê correct fertilizer ë encourage ê
  57. correct growth ç êir crops.èSynêtic chemists use ê percentage
  58. compositions ç êir products ë see if êy have prepared ê desired
  59. compounds.
  60.  1èWhat is ê percentage ç uranium ï uranium hexafluoride?
  61. (aëmic masses: U = 238.0, F = 18.99)
  62.  
  63.     A) 92.02%    B) 92.61%
  64.  
  65.     C) 67.63%    D) 47.87%
  66. üèTo solve this problem, we must have ê correct formula ç ê
  67. uranium hexafluoride, which is UF╗.èThe percentage ç uranium is ê
  68. mass ç uranium ï 100 g ç uranium hexafluoride.èOne mole ç UF╗ has a 
  69. mass ç 238.0 + 6(18.99) = 351.9 g.èOne mole ç uranium hexafluoride
  70. contaïs one mole ç uranium.èThe percentage is
  71.  
  72.     èèè238.0 g U
  73.     %U = ─────────── x 100 = 67.63%.
  74.     èè 351.9 g UF╗
  75. Ç C
  76.  2èWhat is ê percentage ç K ï K╖O?
  77. (aëmic masses: K= 39.10, O = 16.00)
  78.  
  79.     A) 83.0%    B) 41.5%
  80.  
  81.     C) 14.2%    D) 14.2%
  82. üèWe need ê mass ç potassium ï 100 g ç ê potassium oxide.
  83. One mole ç K╖O weighs 94.2 g (2x39.1 + 16.00) å contaïs 2x39.1 g ç
  84. potassium.èThe percentage is
  85.  
  86.     èè 2x39.10 g K
  87.     %K = ─────────── x 100 = 83.01%.
  88.     èè 94.20 g K╖O
  89. Ç A
  90.  3èWhat is ê percentage ç phosphorous ï calcium phosphate?
  91. (aëmic masses: Ca = 40.08, P = 30.97, O = 16.00)
  92.  
  93.     A) 35.58%    B) 71.15%
  94.  
  95.     C) 19.97%    D) 11.09%
  96. üèTo solve this problem, we must have ê correct formula ç ê
  97. calcium phosphate, which if Ca╕(PO╣)╖.èThe percentage ç phosphorous is
  98. ê mass ç phosphorous ï 100 g ç calcium phosphate.èOne mole ç 
  99. calcium phosphate has a mass ç 310.2 g (3(40.08) + 2(30.97) + 8(16.00))
  100. One mole ç calcium phosphate contaïs two moles ç phosphorous.
  101. The percentage is
  102.  
  103.     èèè 2x30.97 g P
  104.     %P = ───────────────── x 100 = 19.97%.
  105.     èè 310.2 g Ca╕(PO╣)╖
  106. Ç C
  107.  4èFïd ê percentage ç iodïe ï a metal iodide when 0.530 g
  108. ç ê metal reacts with excess iodïe ë form 2.796 g ç ê iodide.
  109. (aëmic mass ç I = 126.9)
  110.  
  111.     A) 19.0%    B) 81.0%
  112.  
  113.     C) 23.4%    D) 52.8%
  114. üèThe percentage ç iodïe is ê mass ç iodïe ï 100 g ç ê
  115. compound.èWe were given ê mass ç ê metal å ê mass ç ê com-
  116. pound.èThe mass ç iodïe is ê difference ï those masses.èThe mass
  117. ç iodïe equals 2.796 g - 0.530 g = 2.266 g.èThe percentage is
  118.  
  119.     èèèmass ç iodïe
  120.     %I = ──────────────── x 100
  121.     èè mass ç compound
  122.  
  123.     èèèè2.266 g I
  124.     %I = ──────────────── x 100 = 81.04%
  125.     èè 2.796 g compound
  126. Ç B
  127.  5èThe percentage ç water ï iron(III) nitrate hexahydrate,
  128. Fe(NO╕)╕∙6H╖O, is ...è(aëmic masses: Fe = 55.85, N = 14.01, O = 16.00,
  129. H= 1.008)
  130.  
  131.     A) 5.15%    B) 30.89%
  132.  
  133.     C) 44.70%    D) 19.58%
  134. üèThe percentage ç water is ê mass ç water ï 100 grams ç ê
  135. compound.èOne mole ç ê iron(III) nitrate hexahydrate contaïs six
  136. moles ç water.èWe can calculate ê mass ç one mole ç ê salt å ç
  137. ê water.èDividïg six times ê molar mass ç water by ê molar mass
  138. ç ê entire salt gives ê mass ç water per gram ç salt.èMultiplyïg
  139. this fraction by 100 yields ê percentage.èThe molar mass ç ê
  140. nitrate salt is 55.85 + 3(14.01) + 15(16.00) + 12(1.008) =è349.98 g/mol.
  141. The molar mass ç water is 2(1.008) + 16.00 = 18.02 g/mol.
  142.  
  143. The percentage ç water is 
  144.  
  145.     èèèèè 6 x 18.02 g H╖O
  146.     % H╖O = ────────────────────── x 100 = 30.89%
  147. èèèèèèèè349.98 g Fe(NO╕)╕∙6H╖Oè 
  148. Ç B
  149.  6èWhat is ê percentage ç carbon monoxide ï nickel carbonyl,
  150. Ni(CO)╣?è(aëmic masses: Ni = 58.71, C = 12.01, O = 16.00)
  151.  
  152.     A) 56.42%    B) 89.10%
  153.  
  154.     C) 36.51%    D) 65.62%
  155. üèThe percentage ç carbon monoxide is ê mass ç carbon monoxide
  156. ï 100 grams ç ê nickel carbonyl.èOne mole ç Ni(CO)╣ contaïs four
  157. moles ç carbon monoxides.èWe can calculate ê mass ç one mole ç
  158. Ni(CO)╣ å ç CO.èDividïg four times ê molar mass ç carbon monoxide
  159. by ê molar mass ç ê entire compound gives ê grams ç CO per gram
  160. ç Ni(CO)╣.èMultiplyïg this fraction by 100 yields ê percentage.èThe
  161. molar mass ç Ni(CO)╣ is 58.71 + 4(12.01) + 4(16.00) =è170.75 g/mol.
  162. The molar mass ç CO is 12.01 + 16.00 = 28.01 g/mol.
  163.  
  164. The percentage ç carbon monoxide is
  165.  
  166.     èèèè4 x 28.01 g CO
  167.     % CO = ──────────────── x 100 = 65.62%
  168. èèèèèèè 170.75 g Ni(CO)╣
  169. Ç D
  170.  7èWhat is ê percentage ç water ï Na╖CO╕∙10H╖O?
  171. (aëmic masses: Na = 22.99, C = 12.01, O = 16.00, H = 1.008)
  172.  
  173.     A) 62.96%        B) 26.09%
  174.  
  175.     C) 6.30%        D) 45.29%
  176. üèThe percentage ç water is ê mass ç water ï 100 grams ç ê
  177. Na╖CO╕∙10H╖O.èOne mole ç Na╖CO╕∙10H╖O contaïs ten moles ç water.èWe
  178. can calculate ê mass ç one mole ç H╖O å ç Na╖CO╕∙10H╖O.èDividïg
  179. ten times ê molar mass ç water by ê molar mass ç ê entire com-
  180. pound gives ê grams ç H╖O per gram ç Na╖CO╕∙10H╖O.èMultiplyïg this
  181. fraction by 100 yields ê percentage.èThe molar mass ç Na╖CO╕∙10H╖O is
  182. 2(22.99) + 12.01 + 13(16.00) + 20(1.008) =è286.2 g/mol.
  183. The molar mass ç water is 2(1.008) + 16.00 = 18.02 g/mol.
  184.  
  185. The percentage ç water is
  186.  
  187.     èèèè10 x 18.02 g H╖O
  188.     % H╖O = ──────────────────── x 100 = 62.96%
  189. èèèèèèèè286.2 g Na╖CO╕∙10H╖O
  190. Ç A
  191. äèPlease calculate ê amount ç a compound required ë supply an amount
  192. ç an element or a subunit ï ê compound.
  193. âèHow many grams ç PCl╕ are required ë furnish 15.0 g ç Cl?èWe
  194. know that one mole ç PCl╕ contaïs three moles ç chlorïe, so we also
  195. know that 137.3 g ç PCl╕ contaïs 106.4 g ç Cl.èWe want 15.0 g ç Cl
  196. from PCl╕.èTherefore, we must make a conversion facër that shows ê
  197. grams ç PCl╕ per gram ç Cl ï ê PCl╕.èèè
  198. èè? g PCl╕ = 15.0 g Cl x (137.3 g PCl╕ / 106.4 g Cl) = 19.4 g PCl╕
  199. Notice that êè"g Cl" unit cancels.
  200. éSèTo fïd ê mass ç a substance that will supply a subunit ç
  201. ê substance, we essentially reverse what we have been doïg å divide 
  202. by ê percentage.èWe also can view this as a dimensional analysis type
  203. ç problem.è
  204.  
  205. Many ïorganic salts form hydrates, å we frequently want ë know what 
  206. ê dry mass ç ê compound would be.èFor example, Epsom salt is ê
  207. heptahydrate ç magnesium sulfate, MgSO╣∙7H╖O.èThis colorless crystal-
  208. lïe salt has seven water molecules ïcluded ï ê crystal with each
  209. MgSO╣ unit.èWhat mass ç MgSO╣∙7H╖O would you take ï order ë obtaï
  210. 50.0 g ç MgSO╣?èIn one mole ç ê compound contaïs one MgSO╣ unit.
  211. The molar mass ç MgSO╣ is 24.31 + 32.07 + 4(16.00) = 120.37 grams.èThe 
  212. molar mass ç ê whole compound is 120.37 + 14(1.008) + 7(16.00) =
  213. 246.48 grams.èOur conversion facër should have ê units ç
  214. g MgSO╣∙7H╖O/g MgSO╣ because we know how many grams ç MgSO╣ we want.
  215.  
  216.             èèè 246.48 g MgSO╣∙7H╖O
  217. ?g MgSO╣∙7H╖O = 50.0 g MgSO╣ x ─────────────────── = 102 g MgSO╣∙7H╖O
  218.             èèèè 120.37 g MgSO╣
  219.  
  220. 102 g MgSO╣∙7H╖O will furnish 50.0 g MgSO╣.
  221.  8èHow many grams ç K╖O would supply 15.0 g ç K?
  222. (aëmic masses: K = 39.10, O = 16.00)
  223.  
  224.     A) 12.5 g    B) 18.1 g
  225.  
  226.     C) 21.1g    D) 10.6 g
  227. üèOne mole ç K╖O contaïs two moles ç potassium.èIn terms ç ê
  228. mass,è94.2 g ç K╖Oècontaïs 78.2 g ç K.èWe need ë convert ê 15.0
  229. g ç K ïë grams ç K╖O.
  230.             èè94.2 g K╖O
  231.     ?g K╖O = 15.0 g K x ────────── = 18.1 g K╖O
  232.             èè78.2 g K 
  233. Ç B
  234.  9èHow many grams ç CoCl╖∙6H╖O are required ë obtaï 22.0 g ç
  235. CoCl╖?è(aëmic masses: Co = 58.93, Cl = 35.45, H = 1.008, O = 16.00)
  236.  
  237.     A) 12.0 g    B) 25.1 g
  238.  
  239.     C) 26.0 g    D) 40.3 g
  240. ü We know that one mole ç CoCl╖∙6H╖O contaïs one mole ç CoCl╖.
  241. Usïg ê molar masses, we can say 237.93 g CoCl╖∙6H╖O contaïs 129.83 g
  242. CoCl╖.èWe start with ê 22.0 grams ç CoCl╖ å convert ë ê mass ç
  243. CoCl╖∙6H╖O.
  244.  
  245.                 237.93 g CoCl╖∙6H╖O
  246. ? g CoCl╖∙6H╖O = 22.0 g CoCl╖ x ─────────────────── = 40.3 g CoCl╖∙6H╖O
  247.                 è129.83 g CoCl╖
  248. Ç D
  249.  10èWhat mass P╖O║ contaïs 150. g ç phosphorous?
  250. (aëmic masses: P = 30.97, O = 16.00)
  251.  
  252.     A) 228 g    B) 181 g
  253.  
  254.     C) 344 g    D) 688 g
  255. üèWe must convert from grams ç phosphorous ïë grams ç P╖O║.
  256. The formula tells us that one mole ç phosphorous penëxide contaïs two
  257. mole ç phosphorous.èThe molar mass ç P╖O║ is 2(30.97) + 5(16.00) = 
  258. 141.94 grams.èOne molar mass ç P╖O║ contaïs 2(30.97) = 61.94 grams ç
  259. phosphorous.èThe conversion from P ë P╖O║ is
  260.  
  261.         èèè141.94 g P╖O║
  262. ? g P╖O║ = 150. g P x ───────────── = 344 g P╖O║
  263.         èèèè61.94 g P
  264. Ç C
  265.  
  266.  
  267.  
  268.