เครื่องคำนวณองค์ประกอบร้อยละ

เครื่องคำนวณองค์ประกอบร้อยละ หาร้อยละโดยมวลของทุกธาตุในสารประกอบเคมี พิมพ์สูตร — ตั้งแต่สูตรง่ายอย่าง H2O ไปจนถึงสารที่มีไอออนกลุ่มอย่าง Ca(OH)2 หรือไฮเดรตอย่าง CuSO4·5H2O — เครื่องมือจะคืนมวลโมลาร์ ตารางแยกรายละเอียดตามธาตุ และการเปรียบเทียบองค์ประกอบโดยมวลกับโดยจำนวนอะตอมแบบเคียงข้างกันที่ไม่ซ้ำใคร การเปรียบเทียบนี้ตอบคำถามที่ตำราน้อยครั้งจะทำให้เห็นภาพ: ทำไมสารที่เต็มไปด้วยอะตอมไฮโดรเจนเบา ยังมีน้ำหนักส่วนใหญ่เป็นออกซิเจน

องค์ประกอบร้อยละคืออะไร?

องค์ประกอบร้อยละ (หรือเรียกว่า ส่วนประกอบร้อยละ หรือ องค์ประกอบร้อยละโดยมวล) คือเปอร์เซ็นต์โดยมวลที่แต่ละธาตุมีส่วนในสารประกอบ หากมีสารประกอบหนึ่งโมลพอดี องค์ประกอบร้อยละจะบอกว่ามวลรวมถูกแบ่งระหว่างธาตุต่างๆ อย่างไร และเพราะมวลคงที่ สัดส่วนของทุกธาตุจึงนับครบครั้งเดียว ดังนั้นเปอร์เซ็นต์จึงรวมกันได้ 100% เสมอ

สูตรองค์ประกอบร้อยละ

ร้อยละโดยมวลของธาตุคือมวลที่ธาตุนั้นมีส่วนในหนึ่งโมลของสารประกอบ หารด้วยมวลโมลาร์ของสารทั้งก้อน คูณ 100:

โดยที่ n คือจำนวนอะตอมของธาตุนั้นในสูตร ทำเช่นนี้กับทุกธาตุ แล้วจะได้องค์ประกอบร้อยละครบชุด

วิธีคำนวณองค์ประกอบร้อยละ (ทีละขั้น)

1. หามวลโมลาร์ คูณมวลอะตอมของแต่ละธาตุด้วยจำนวนอะตอม แล้วบวกทุกอย่างเข้าด้วยกัน
2. หามวลที่แต่ละธาตุมีส่วนร่วม คือมวลอะตอมคูณจำนวนอะตอมของธาตุนั้น
3. หารแล้วคูณ 100 มวลที่ส่วนร่วม ÷ มวลโมลาร์ × 100 ได้ร้อยละโดยมวลของธาตุ
4. ตรวจผลรวม ร้อยละโดยมวลควรรวมกันได้ 100% (ยอมรับการปัดเศษเล็กน้อย)

ตัวอย่างวิธีทำ: น้ำ (H₂O)

น้ำมีอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอม ใช้มวลอะตอม H = 1.008 และ O = 15.999:

• มวลโมลาร์ = (2 × 1.008) + (1 × 15.999) = 18.015 g/mol
• ไฮโดรเจน: (2 × 1.008) ÷ 18.015 × 100 = 11.19%
• ออกซิเจน: (1 × 15.999) ÷ 18.015 × 100 = 88.81%

สังเกตว่าไฮโดรเจนคิดเป็นสองในสามของอะตอม แต่มีเพียงประมาณ 11% ของมวล — ความตัดกันแบบนี้เองที่แผนภูมิโดนัทคู่ถูกออกแบบมาเพื่อเผยให้เห็น

ร้อยละโดยมวลกับจำนวนอะตอม

นี่คือจุดที่สับสนที่สุดในเรื่ององค์ประกอบร้อยละ จำนวนอะตอมกับสัดส่วนมวลไม่ใช่สิ่งเดียวกัน เพราะธาตุมีน้ำหนักต่างกัน ตัวอย่างคลาสสิกคือกลูโคส:

ครึ่งหนึ่งของอะตอมทั้งหมดในกลูโคสคือไฮโดรเจน แต่ไฮโดรเจนมีมวลไม่ถึง 7% ออกซิเจนมีอะตอมเพียงหนึ่งในสี่ แต่มีมวลเกินครึ่ง การนับอะตอมกับการชั่งน้ำหนักเล่าเรื่องคนละแบบ

สารประกอบทั่วไปและองค์ประกอบร้อยละ

วิธีพิมพ์สูตร

• ตัวพิมพ์ใหญ่-เล็กสำคัญ Co คือโคบอลต์ แต่ CO คือคาร์บอนมอนอกไซด์ เขียนสัญลักษณ์ธาตุด้วยตัวพิมพ์ใหญ่หนึ่งตัว ตามด้วยตัวพิมพ์เล็ก (ถ้ามี)
• ตัวห้อยเป็นตัวเลขธรรมดา เขียน H2O, C6H12O6, Fe2O3 — ไม่ต้องจัดรูปแบบพิเศษ
• วงเล็บสำหรับกลุ่ม ใช้กับไอออนกลุ่ม เช่น Ca(OH)2, Fe2(SO4)3, (NH4)2SO4
• ไฮเดรต ใช้จุดกลาง จุด หรือดอกจัน: CuSO4·5H2O, CuSO4.5H2O หรือ CuSO4*5H2O ใช้ได้ทั้งหมด

ทำไมองค์ประกอบร้อยละจึงสำคัญ

คำถามที่พบบ่อย

องค์ประกอบร้อยละคืออะไร?

องค์ประกอบร้อยละคือเปอร์เซ็นต์โดยมวลของแต่ละธาตุในสารประกอบ บอกว่ามวลรวมของสารประกอบมาจากธาตุแต่ละชนิดในสัดส่วนเท่าใด ตัวอย่างเช่น น้ำ (H₂O) มีไฮโดรเจนประมาณ 11.19% และออกซิเจนประมาณ 88.81% โดยมวล

คำนวณองค์ประกอบร้อยละอย่างไร?

ขั้นแรกหามวลโมลาร์ของสารประกอบโดยบวกมวลอะตอมของอะตอมทั้งหมด จากนั้นสำหรับแต่ละธาตุ คูณมวลอะตอมด้วยจำนวนอะตอมของธาตุนั้น หารด้วยมวลโมลาร์ แล้วคูณด้วย 100 ผลลัพธ์คือร้อยละโดยมวลของธาตุนั้น

สูตรร้อยละโดยมวลของธาตุคืออะไร?

ร้อยละโดยมวลของธาตุเท่ากับมวลของธาตุนั้นในหนึ่งโมลของสารประกอบหารด้วยมวลโมลาร์ของสารประกอบ แล้วคูณด้วย 100 เขียนเป็นสัญลักษณ์: เปอร์เซ็นต์ = (n × มวลอะตอม ÷ มวลโมลาร์) × 100 โดยที่ n คือจำนวนอะตอมของธาตุนั้น

ทำไมร้อยละโดยมวลจึงต่างจากจำนวนอะตอม?

เพราะธาตุแต่ละชนิดมีมวลอะตอมไม่เท่ากัน สารประกอบอาจมีอะตอมเบาจำนวนมากแต่ยังคิดเป็นสัดส่วนเล็กน้อยของมวลรวม กลูโคส (C₆H₁₂O₆) มีอะตอมไฮโดรเจน 12 อะตอมแต่คิดเป็นมวลเพียงประมาณ 6.7% ในขณะที่ออกซิเจน 6 อะตอมคิดเป็นมวลประมาณ 53%

เครื่องคำนวณนี้รองรับไฮเดรตและวงเล็บหรือไม่?

ได้ เครื่องคำนวณเข้าใจวงเล็บสำหรับไอออนกลุ่ม เช่น Ca(OH)₂ และ Fe₂(SO₄)₃ รวมถึงจุดไฮเดรต เช่น CuSO₄·5H₂O และเขียนไฮเดรตด้วยจุดหรือดอกจันได้ เช่น CuSO4.5H2O

เปอร์เซ็นต์รวมกันได้ 100% เสมอหรือไม่?

ใช่ เพราะมวลทุกส่วนของสารประกอบเป็นของธาตุใดธาตุหนึ่ง ร้อยละโดยมวลของธาตุทั้งหมดจึงรวมกันได้ 100% (อาจต่างเล็กน้อยจากการปัดเศษ) เครื่องคำนวณนี้แสดงยอดรวมเพื่อให้ยืนยันผลได้

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

• เศษส่วนมวล (เคมี) - Wikipedia
• มวลโมลาร์ - Wikipedia