Vad är en massfraktion?

Massfraktionen är förhållandet mellan massa som en del av en molekyl, blandning eller reaktion bidrar med till den totala massan av alla dess delar. Molekyler är grupper av atomer, blandningar är grupper av molekyler, och reaktioner omarrangerar atomer till nya molekyler. Alla atomer och molekyler har en specifik massa, och när de kombineras är det ofta användbart att veta massfraktionen av en givande atom eller molekyl i en blandning eller reaktion. Det finns flera sätt att hitta massfraktionen, men de flesta behöver ett periodiskt system med grundämnen och grundläggande matematikkunskaper.

Alla exempel på massfraktioner använder en bråkberäkning. Med bråk är det viktigt att tänka på delar av helheten, och massfraktionen av någon komponent är den del av hela massan som en viss komponent utgör. Detta leder till att man dividerar massan av en enskild komponent med den totala massan i molekylen eller blandningen för att beräkna den komponentens fraktion, betecknad Xf. I vatten finns tre atomer: två väteatomer och en syreatom. Med hjälp av det periodiska systemet för grundämnen för att hitta atomnumret för väte och syre, kan varje massfraktion beräknas, och alla fraktioner som adderas ska alltid vara lika med 1.

Molekyler kan kombineras i en blandning som syra och vatten. Detta leder till en liknande beräkning som ger massfraktionen av varje molekyl istället för varje atom. Vatten är ett vanligt lösningsmedel för syra, vars massa är 18 atommassaenheter (amu). Klorväte är cirka 36 amu och tillsätts ofta till vatten för att göra saltsyra. Om en av varje molekyl läggs till en blandning, eller en en-till-en-blandning görs, är fraktionen för varje molekyl inte ½ eftersom klorväte väger dubbelt så mycket som vatten per molekyl.

Samma exempel kan användas för att visa atomfraktionen istället för molekylfraktionen. För att beräkna mängden massa som vissa atomer bidrar till den totala massan, är det först nödvändigt att lägga ihop alla samma atomer och göra ett diagram. I klorväte finns det tre väteatomer till varje syre- och kloratom. När vätets massfraktion beräknas blir det tre gånger atomnumret dividerat med den totala massan, som är cirka 54 amu. I det här exemplet bidrar väte med 0.056 av den totala massan eftersom tre gånger 1 amu dividerat med 54 amu är lika med 0.056.