Содержание

Решение сложных задач на нахождение формулы вещества

Фреоны

Задача. В мастерской по ремонту холодильников и климатического оборудования отклеились этикетки от 5 баллонов с хранившимися в них фреонами (техническое название группы насыщенных алифатических галогенсодержащих углеводородов, применяемых в качестве хладагентов). Этикетки содержали следующие надписи: R-12, R-23, R-32, R-41, R-161. Для установления формул фреонов были проведены исследования. При сжигании фреона 1 образовалось 2,24 л СО2 и 4 г HF. Фреон 2 не горит (ω(C) = 9,92%; D(H2) = 60,5). У фреона 3 (ω(F) = 39,58%, ω(Н) = 10,42%). При взаимодействии фреона 4 с натрием образовался этан и фторид натрия. При щелочном гидролизе фреона 5 образовались две соли: формиат натрия (ω(C) = 17,65%; ω(О) = 47,06%) и фторид натрия. Установите структурные формулы указанных фреонов и дайте им химические названия, установите соответствие между кодом фреона и его формулой.

Данная задача предназначена для десятиклассников, которые еще не освоили курс кислородсодержащих органических соединений, поэтому даны массовые доли.

1. Начнем с фреона № 1. При его сжигании образовалось 2,24 л углекислого газа. Найдем количество углекислого газа. Делим его объем на молярный объем и получаем 0,1 моль. Соответственно, атомов углерода тоже 0,1 моль, поскольку в каждой молекуле углекислого газа содержится один атом углерода.

Информацию по водороду возьмем из фтороводорода. Найдем количество фтороводорода. Поскольку дана его масса, мы должны поделить массу (4 г) на молярную массу. Молекула фтороводорода состоит из атома фтора и атома водорода. Масса атома фтора 19, у водорода масса 1, значит, молярная масса 20. И мы получаем 0,2 моль.

Следовательно, H = 0,2 и F = 0,2. Формула вещества, фреона № 1: CH2F2 (на один атом углерода приходится два атома водорода и два атома фтора).

2. Узнаем, что скрывается под фреоном № 2. Известно, что он не горит, и дана его плотность по водороду. Это относительная плотность, которая показывает, во сколько раз молярная масса вещества больше молярной массы (в данном случае) водорода. Молярная масса фреона № 2 равна 121 г/моль.

Сколько атомов углерода во фреоне № 2? Для подсчета используем массовую долю углерода. Масса углерода равна: молярную массу умножить на массовую долю. Получаем 12. Значит, в данной молекуле фреона № 2 содержится только один атом углерода.

Нарисуем этот атом углерода. У него имеется четыре связи, поскольку в органической химии углерод четырехвалентный. Попробуем определить атомы, исходя из того, что в сумме один атом углерода и все остальные атомы должны равняться молярной массе (равной молекулярной) 121. Попробуем рассчитать. Если это четыре атома фтора, то получается мало. А если это четыре атома хлора, то много. Возьмем нечто среднее: половина — атомы фтора и половина — атомы хлора. Единица в показателе 121 говорит о том, что имеются нечетные значения. Молярная масса хлора 35,5. Для того чтобы получить целое численное значение, вероятно, нужны два атома хлора.

121 – 71 – 12 = 38 (ровно на два атома фтора)

3. Перейдем к фреону № 3. Нам дана массовая доля фтора: 39,58. Дана массовая дола водорода: 10,42. Поскольку это органическое вещество, должен быть и углерод — попробуем его найти.

100 – 39,58 – 10,42 = 50

Проверим вариант, что там только хлор и нет других атомов. Предположим, что там всего один атом углерода (его масса будет равна 12). Посчитаем, какая масса при этом будет приходиться, например, на атом фтора.

12 ∙ 39,58 : 50 = 9,5

Как указано в периодической системе Менделеева, атомная масса фтора — 19. Ровно половина одного атома фтора — 9,5, так что в составе этой молекулы не может быть один атом углерода, их должно быть как минимум два. Следовательно, на углерод приходиться масса 24, на фтор — 19. Какая масса в данном случае приходится на водород? По сути, должно оставаться пять атомов водорода.

24 ∙ 10,42 : 50 = 5

Поскольку у нас один атом фтора, пять атомов водорода и два атома углерода, мы имеем дело с фторэтаном.

4. Что касается фреона № 4, то в реакции с натрием образовались этан и фторид натрия. Это реакция Вюрца — Фиттига. Мы имеем исходное вещество фторметан, которое реагирует с натрием, и образуются этан и фторид натрия.

5. Переходим к фреону № 5. Формиат натрия образуется при гидролизе трифторметана. Получается формиат натрия, фторид натрия и две молекулы воды.

Посмотрев в справочную информацию, вы можете соотнести с кодами каждый из найденных фреонов.

Изучение фреонов очень интересно. Каждый тип холодильного оборудования требует особую марку фреона. Сегодня холодильное оборудование часто заполняют и углеводородами, поскольку, как известно, фреоны способствуют разрушению озонового слоя Земли. Но на сегодняшний день полного отказа от фреонов еще не произошло.

Химия. 10 класс. Углубленный уровень. Учебник.

Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и продолжает курс химии, изложенный в учебниках «Химия. 8 класс» и «Химия. 9 класс» данного авторскогo коллектива. Предназначен для изучения химии на углубленном уровне. Учебник соответствует федеральному государственному образовательному стандарту среднего общeгo образования.

Купить

Вильгельм Рудольф Фиттиг

Задача. Вещество, открытое в 1862 году немецким ученым Вильгельмом Рудольфом Фиттигом, представляет собой бесцветные кристаллы (t
пл = +690С). Они широко применяются в качестве пищевой добавки для сохранения товарного вида фруктов (например, цитрусовых) путем нанесения на кожуру плода. Для установления состава вещество массой 15,4 г сожгли, образовалось 26,88 л (н.у.) углекислого газа и 9 г воды. Установите структурную формулу, если известно, что оно может подвергаться каталитическому галогенированию. Составьте уравнение этого вещества с избытком водорода на платиновом катализаторе при повышенном давлении.

Похожую задачу часто можно встретить на ЕГЭ.

Начнем с определения молекулярной формулы вещества, то есть узнаем состав этой молекулы. Найдем количество углекислого газа, а оно равно количеству углерода. Разделим объем на молярный объем. Поскольку условия нормальные, молярный объем для газообразного вещества составляет около 22,4 л/моль.

26,88 л : 22,4 л/моль = 1,2 моль

Поскольку воды 9 г, а молярная масса воды 18 г, следовательно, воды 0,5 моль, а водорода 1 моль. Как такое может быть? В одной молекуле воды содержится целых два атома водорода. Но нам не сказано: соединение ли углеводородом? содержит ли кислород? Мы должны проверить наличие кислорода и найти массу углерода и водорода.

1,2 моль ∙ 12 = 14,4 г

Сумма углерода и водорода: 14,4 + 1 = 15,4. Следовательно, в составе неизвестного вещества нет кислорода.

Молярное соотношение показывает, что формула вещества С12H10. Почему не С6H5? Потому что в углеводородах никогда не бывает нечетного числа атомов водорода. Радикал С6H5 в химии называется фенилом. Иными словами, мы имеем соединение, которое называется в химии дифенил. На это также указывают химические свойства дифенила, и он является разрешенной пищевой добавкой. В магазинах можно встретить, например, апельсины, покрытые белым веществом — это и есть дифенил. Иногда его применяют в изрядном количестве, поэтому нужно тщательно мыть фрукты.

Составим уравнение реакции с избытком водорода. Очень просто посчитать, сколько атомов водорода потребуется на реакцию с дифенилом. Мы видим шесть двойных связей. Следовательно, на одну двойную связь нужна одна молекула водорода, а на шесть двойных связей — шесть молекул водорода при исчерпывающем гидрировании. Конечно, на platinum-катализаторе, потому что соединение ароматическое и требует преодоления достаточно высокого энергетического барьера. Мы получаем соединение, которое нельзя назвать никак иначе, кроме как дициклогексил.

Соединение дифенил и было открыто Рудольфом Фиттигом в 1862 году с температурой плавления 69°С.

Желеобразующая жидкость

Задача. Некоторая нерастворимая в воде жидкость при хранении на воздухе способна уплотняться, превращаясь в желе. Химик отобрал, отмерив, некоторый объем этой жидкости и установил, что при действии избытка раствора брома в четыреххлористом углероде образовалось 26,4 г дибромида. А при действии раствора хлора на такой же объем этой жидкости образовалось 17,5 г дихлорида. Определите структурную формулу этой жидкости, если известно, что в ее состав входят только атомы водорода и углерода. Составьте уравнение реакции полимеризации этой жидкости.

Обозначим неизвестную жидкость-углеводород через формулу CXHY. О какой реакции идет речь: замещения или присоединения? Поскольку реакция протекает при обычных условиях, значит, речь идет о реакции присоединения.

Для решения данной задачи нужно применить прием, известный в учебной химии как прием вычитания массы. Представим, что жидкости у нас ровно 1 моль. В этом случае разница между массой дибромида и дихлорида будет разницей между массой брома и хлора.

Молекула брома имеет массу 160, а молекула хлора — 71. Получаем 89. То есть если бы вещества у нас было 1 моль, то разница составила бы 89 г. Вычислим разницу массы дибромида и дихлорида:

26,4 – 17,5 = 8,9

Искомого вещества 0,1 моль.

Теперь установим формулу. Обратимся к молекулярной записи. На углеводородную часть приходится 104. Сколько там может быть углеродов и водородов? Если углеродов 8 (что подходит), тогда на углероды приходится 96 и на водороды — 8.

Формула углеводорода C8H8.

Разберемся, о каком углеводороде идет речь. Обратим внимание, что соединение непредельное, но оно способно присоединить только одну молекулу брома или одну молекулу хрома. Значит, исходя из малого числа атомов водорода по отношению к атомам углерода, скорее всего, это соединение есть не что иное, как производное бензола, то есть ароматическое соединение. В бензоле шесть атомов углерода и пять атомов водорода в остатке. У нас получается кетастирол.

Чтобы не было полимеризации, обычно в тот стирол, который можно купить в магазине, добавляют стабилизатор.

Уравнение полимеризации. Из n молекул стирола получается полимер, состоящий из n фрагментов.

Полистирол — это, например, одноразовая посуда. Она наносит существенный вред окружающей среде, и сейчас идет речь о том, чтобы ее запретить.

Что ещё почитать?

Отдушка для мыла

Задача. Некоторое легкоплавкое вещество, обладающее приятным запахом, используют в качестве ингибитора полимеризации, в качестве отдушки для мыла. При сжигании этого вещества массой 8,4 г получили 11,2 л (н.у.) углекислого газа, 7,2 г воды. Установите структурную формулу неизвестного соединения, если известно, что оно не реагирует с бромной водой, но реагирует с водородом в присутствии катализатора. Известно, что это соединение может быть получено в результате прокаливания кальциевой соли органической кислоты. Составьте уравнение соответствующей химической реакции.

По данным задачи, углекислый газ составляет 0,1 моль, соответственно, столько же и углерода. Поскольку воды 7,2 г, что в молях 0,4, то водорода 0,8. Проверим на наличие кислорода. Масса углерода 6, масса водорода – 0,8. Поскольку общая масса сожженного вещества составляет 8,4, то на кислород приходится масса 1,6 (в молях 0,1). Получается молекулярная формула C5H8O.

Перейдем к структурой формуле вещества. Вещество не реагирует с бромной водой — из этого можно делать вывод, что нет кратных соединений (то есть двойных, тройных углерод-углеродных связей). Но вещество реагирует с водородом в присутствии катализатора. Исходя из условий, скорее всего, речь идет о двухосновной кислоте. В результате прокаливания, нагревания (в пределах 200–250°С) отщепляется карбонат кальция и образуется кетон циклопентанон.

Циклопентанон как раз используют в качестве отдушки для мыла.

Ошибка А. М. Бутлерова

Задача. Установите структурную формулу альдегида, в определении которой немного ошибся великий А. М. Бутлеров, если известно, что в результате взаимодействия 100 г 0,9%-го раствора этого вещества с избытком раствора перманганата калия образуется осадок массой 3,48 г. Составьте уравнение реакции этого альдегида с раствором перманганата калия.

Все великие химики ошибались, в том числе и А. М. Бутлеров.

Для начала вспомним, как альдегиды взаимодействуют с перманганатом калия. Мы не знаем, о каком альдегиде идет речь. Допустим, у него была одна альдегидная группа (хотя, если в соединении две альдегидные группы, он все равно будет альдегидом). Возьмем также перманганат калия и мысленно нагреем. Мы получаем калиевую соль некой карбоновой кислоты, оксид марганца (IV) и гидроксид калия. Степень окисления углерода в альдегидной группе была +1, а стала +3. Получается, что углерод альдегид потерял два электрона. Марганец был +7, стал +4? значит, он принял три электрона. Так мы определили ключевые коэффициенты. Проблема состоит в том, что калия всего два атома. Можно сказать, что две молекулы были в форме соли, а одна молекула в форме кислоты. Поскольку гидроксида калия 3, мы видим, что его не хватает — вместо него будет вода.

После составления уравнения найдем массу альдегида и массу осадка. Но осадок — это, разумеется, оксид марганца (IV).

Поскольку у нас 100 г 0,2%-го раствора и на 1% приходится 1 г, масса альдегида 0,9 г. Чтобы найти количество оксида марганца, 3,48 разделим на молярную масса оксида марганца — 87. Получаем 0,04 моль. В соответствии с этим уравнением альдегида у нас должно быть больше в полтора раза: 0,06 моль.

Найдем молярную массу альдегида.

Где вы видели альдегид с молярной массой 15? Только на атом кислорода приходится 16. Значит, что либо альдегид содержал две альдегидные группы, либо это был формальдегид. Если бы он содержал две альдегидные группы, он бы отдал не два, а четыре электрона. Столько же отдал бы и формальдегид. Перманганат калия принимал бы три электрона. У оксида марганца (IV) было бы 4 моль. В этом случае оксида марганца 0,4 моль, а альдегида 0,3 моль.

Тогда

Следовательно, искомый альдегид — формальдегид. CH2O.

А. М. Бутлеров изначально определил формулу как C2H4O2.

Химия. 11 класс. Углубленный уровень. Учебник.

Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ им.  М. В. Ломоносова и продолжает курс химии для старшей школы, изложенный в учебнике «Химия. Углубленный уровень. 10 класс» данного авторского коллектива. Учебник предназначен для изучения химии на углублённом уровне. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования.

Купить

…ловая кислота

Задача. На полке в химической лаборатории стояла склянка с полустертой надписью. Единственное, что можно было разобрать: «...ловая кислота». Для установления состава кислоты провели ряд экспериментов. Для полной нейтрализации раствора, содержащего 0,36 г этой кислоты, понадобилось 50 мл 0,1-молярного раствора гидроксида натрия. Такая же навеска кислоты смогла обесцветить V = 80 мл (ω = 1%, ρ ≈ 1 г/мл) бромной воды. Восстановите надпись на склянке.

Обозначим формулу кислоты (будем считать, что она монокарбоновая). Если она одноосновная, то реакция идет один к одному. Найдем количество гидроксида натрия: 50 миллилитров 0,1-молярного раствора. У нас раствор, в одном литре которого содержится 0,1 моль вещества. Поскольку 50 мл — это в 20 раз меньше, то 0,1 разделим на 20. Получаем 0,005 гидроксида натрия. Столько же и карбоновой кислоты.

Отсюда легко находим молекулярную массу карбоновой кислоты.

На карбоксильную группу приходится 45. Значит, на углеводородную часть приходится 27. В них поместятся два атома углерода и три атома водорода. Искомая кислота — акриловая.

Электроны

Задача. 0,800000 кг вещества содержит 0,2743 г электронов. Установите формулу вещества, если известно, что масса электрона равна 0,0005486 а.е.м.

Начнем с количества электронов. Масса электронов у нас известна и молярная масса тоже.

Число протонов равно количеству электронов:

Отсюда находим массу, которая приходится на нейтроны (поскольку с точки зрения школьной химии любое число состоит из протонов, нейтронов и электронов). Обычно мы пренебрегаем массой электронов, но в данной задаче ей пренебрегать не нужно.

Получается интересное вещество. Обычно в атомах число нейтронов либо равно числу протонов, либо больше. В данном веществе протоны преобладают. Скорее всего, мы имеем дело с водородным соединением. Найдем соотношение между числом протонов и числом нейтронов.

Если мы переберем водородные соединения элементов второго периода, то для метана получим, что в составе метана протонов буде 10, а нейтронов — 6.

Поделив 10 на 6, получаем 1,67. Следовательно, искомым соединением был родоначальник предельных углеводородов, первый член гомологического ряда — метан.

#ADVERTISING_INSERT#


Вычисление молекулярной и молярной массы вещества

Вычисление молекулярной и молярной массы вещества

- Как вычислить молекулярную и молярную массы вещества?

- Моль, молярная масса

 

 


Как вычислить молекулярную и молярную массы вещества?

Для этого нужно сложить массы всех атомов в этой молекуле.

Пример 1. В молекуле воды Н2О 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Атомная масса водорода = 1, а кислорода = 16. Поэтому молекулярная масса воды равна 1 + 1 + 16 = 18 атомных единиц массы, а молярная масса воды =18 г/моль.

Пример 2. В молекуле серной кислоты Н2SO4 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Поэтому молекулярная масса этого вещества составит 1 2 + 32 + 4 16 = 98 а.е.м, а молярная масса - 98 г/моль.

Пример 3. В молекуле сульфата алюминия Al2(SO4)3 2 атома алюминия, 3 атома серы и 12 атомов кислорода. Молекулярная масса этого вещества равна 27 · 2 + 32 · 3 + 16 · 12 = 342 а.е.м., а молярная масса - 342г/моль.

Моль, молярная масса

Молярная масса - это отношение массы вещества к количеству вещества, т.е. М(х) = m(x)/n(x), (1)

где М(х) - молярная масса вещества Х, m(x) – масса вещества Х, n(x) - количество вещества Х.

Единица СИ молярной массы - кг/моль,однако обычно используется единица г/моль. Единица массы - г, кг.

Единица СИ количества вещества - моль.

Моль - это такое количество вещества, в котором содержится 6,02·1023 молекул этого вещества.

Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основные формулы:

n(x) =m(x)/ М(х)

n(x) = V(x)/Vm

n(x) = N/NA,

или общую формулу: n(x) =m(x)/М(х) = V(x)/Vm = N/NA, (2)

где V(x) – объем вещества Х(л), Vm - молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль), N - число частиц, NA - постоянная Авогадро (6,02·1023).

Пример 1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.

Дано:

n(NaI)= 0,6 моль.

Решение

Молярная масса иодида натрия составляет:

M(NaI)= M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 г / моль

Определяем массу NaI:

m(NaI) = n(NaI)·M(NaI) = 0,6 · 150 = 90 г.

Найти:

m(NaI) - ?

Пример 2. Определите количество вещества атомного бора,содержащегося в тетраборате натрия Na2B4O7 массой 40,4 г.

Дано:

m(Na2B4O7) = 40,4 г.

Решение

Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г/моль.

Определяем количество вещества Na2B4O7:

n(Na2B4O7) = m(Na2B4O7)/М(Na2B4O7) = 40,4/202 = 0,2 моль.

Вспомним, что 1 моль молекулы тетрабората натрия содержит 2 моль атомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия).

Тогда количество вещества атомного бора равно:

n(B)= 4 · n(Na2B4O7) = 4 · 0,2 = 0,8 моль.

Найти:

n(B) = ?

Расчет массы или объёма вещества по параметрам одного из участвующих в реакции веществ

Расчет массы вещества или объема газа по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ

Для того чтобы решить расчетную задачу по химии, нужно воспользоваться следующим алгоритмом:

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Над формулами веществ записать значения известных и неизвестных величин с соответствующими единицами величин (только для чистых веществ, т.е. не содержащих примесей).

Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала нужно определить содержание чистого вещества; если в условии задачи идет речь о растворе, то сначала надо вычислить массу растворенного вещества.

3. Под формулами веществ с известными и неизвестными величинами записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакции.

4. Составить и решить пропорцию.

5. Записать ответ.

Задача 1. Железо количеством вещества $0.5$ моль прореагировало без остатка с соляной кислотой. Определите массу образовавшегося хлорида железа (II).

Дано:

$n(Fe)=0.5$ моль

$m(FeCl_2)-?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции:

$Fe+2HCl=FeCl_2+H_2↑$.

2. Запишем известные и неизвестные числовые значения над формулами веществ в уравнении.

${Fe}↖{56}+2HCl={FeCl_2}↖{127}+H_2$

$M(Fe)=56$г/моль; $m(Fe)=56$г/м $·1$моль$=56$г

$M(FeCl_2)=56+35.5·2=127$г/моль;

$m(FeCl_2)=127$г/моль $·1$моль$=127$г

3. Найдем заданную химическим уравнением массу $0.5$ моль железа и запишем полученное значение под его формулой.

$m(Fe)=M·n=56$г/моль $·0.5$моль$=28$г

4. Уравнение примет вид:

${Fe}↙{28}↖{56}+2HCl={FeCl_2}↙{x}↖{127}+H_2↑$

5. Составим и решим пропорцию:

${56}/{28}={127}/{x}; x={28·127}/{56}=63.5$г.

Ответ: $m(FeCl_2)=63.5$ г.

Задача 2. В каком объеме кислорода (н.у.) нужно сжигать железо, чтобы получить $0.2$ моль оксида железа (III)?

Дано:

$n(Fe_2O_3)=0.2$моль

$V(O_2)-?$

Решение:

$1.4Fe+3O_2=2Fe_2O_3.$

$2.M_r(Fe_2O_3)=56·2+16·3=16$г/моль;

$m(Fe_2O_3)=M_r·n=16$г/моль $·2$моль$=320$г

$M_r(O_2)=16+16=32$/моль;

$m(O_2)=32$г/моль $·2$моль$=96$г

$4Fe+{3O_2}↙{x_{моль}}↖{96}={2Fe_2O_3}↙{0.2_{моль}}↖{320}$

$3.{96}/{x}={320}/{0.2}; x={96·0.2}/{320}=0.06$моль

$4.V=V_m·n=22.4$л/моль $·0.06$моль$=1.3$л

Ответ: $V(O_2)=1.34$л.

Определение массы вещества в растворе | Задача 3

 

 

Задача 3. 
5 г поваренной соли (NаС1) растворили в некотором количестве воды. В результате получили 4%-ный раствор NаС1 в воде. Определить массу использованной воды.
Дано:
масса поваренной соли: mNaСl) = 5 г;
массовая доля NаС1 в полученном растворе:   NаС1) = 4%.
Найти:
массу использованной воды.
Решение:
Эту задачу можно решить двумя способами: с использованием формулы и пропорции.

I способ:

Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

Применим предложенный алгоритм.

Подставляем данные из условия в первую формулу и находим массу раствора.

II способ:

Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

Массовая доля воды в растворе равна: 100% - 4% = 96%.

Так как в растворе содержится 5 г соли, которые составляют 4%, можно составить пропорцию:
5 г составляют 4%
х г составляют 96%

Ответ: mводы = 120 г.


Задача 4. 
Некоторое количество чистой серной кислоты растворили в 70 г воды. В результате получили 10%-ный раствор Н2SO4. Определить массу использованной серной кислоты.
Дано:
масса воды: m(Н2О) = 70 г;
массовая доля Н24 в полученном растворе:   Н24) = 10%.
Найти:
массу использованной серной кислоты.
Решение:
Здесь также возможно использование и соотношения, и пропорции.

I способ:

Подставим последнее выражение в соотношение для массовой доли:

Подставляем данные из условия в полученную формулу:

Получили одно уравнение с одним неизвестным [x = m(Н24) ] Решая его, находим массу использованной серной кислоты: 

II способ:

Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

Применим предложенный алгоритм.

m(Н2О) = 100% –  (Н24) = 100%  – 10% = 90%

Составляем пропорцию:

70 г составляют 90%
х г составляют 10%

Ответ: m(H2SO4) = 7,8 г.


Задача 5. 
Некоторое количество сахара растворили в воде. В результате получили 2 л 30%-ного раствора (р = 1,127 г/мл). Определить массу растворенного сахара и объем использованной воды.
Дано:
объем раствора: Vр-ра = 2 л ;
массовая доля сахара в растворе: (сахара) = 30%;
плотность раствора: рр-ра =1,127 г/мл
Найти:
массу растворенного сахара; объем использованной воды.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

Применим предложенный алгоритм.

В первую очередь, переходим от объема раствора к его массе, используя соотношение: 

m = V . р.

Объем раствора в условии выражен в литрах, а в единицах плотности использованы мл, поэтому переведем объем раствора в мл и только потом подставим данные в формулу.

Находим массу сахара в растворе:

Подставляем все известные данные:

Теперь вспомним, что плотность воды1 равна 1 г/мл.

 Ответ: mcахара = 676,2 г; Vводы = 1577,8 мл.


Комментарии:
1р(Н2О) = 1 г/мл при температуре О °С. С повышением температуры плотность воды уменьшается (поэтому более теплая вода находится на поверхности водоемов и не опускается на дно). Но при решении задач этой погрешностью можно пренебречь и принимать плотность чистой воды за 1 г/мл (если в условии специально не оговорены дополнительные требования и не указана плотность воды).


8 класс. Химия. Расчеты массы вещества по уравнению химической реакции - Расчеты массы вещества по уравнению химической реакции

Комментарии преподавателя

Соотношение количеств веществ, участвующих в реакции 

Коэффициенты в уравнении реакции показывают не только число молекул каждого вещества, но и соотношение количеств веществ, участвующих в реакции. Так, по уравнению реакции: 2h3 + O2 = 2h3O – можно утверждать, что для образования определенного количества воды (например, 2 моль) необходимо столько же моль простого вещества водорода (2 моль) и в два раза меньше моль простого вещества кислорода (1 моль). Приведем примеры подобных расчетов.

ЗАДАЧА 1. Определим количество вещества кислорода, образующегося в результате разложения 4 моль воды.

АЛГОРИТМ решения задачи:

1. Составить уравнение реакции

2. Составить пропорцию, определив количества веществ по уравнению реакции и по условию задачи (обозначить неизвестное количество вещества за х моль).

3. Составить уравнение (из пропорции).

4. Решить уравнение, найти х.

Рис. 1. Оформление краткого условия и решения задачи 1

ЗАДАЧА 2. Какое количество кислорода потребуется для полного сжигания 3 моль меди?

Воспользуемся алгоритмом решения задач с использованием уравнения химической реакции.

Рис. 2. Оформление краткого условия и решения задачи 2.

I. Используя алгоритм, решите самостоятельно следующие задачи:

1. Вычислите количество вещества оксида алюминия, образовавшегося в результате взаимодействия алюминия количеством вещества 0,27 моль с достаточным количеством кислорода (4Al +3O2=2Al2O3).

2. Вычислите количество вещества оксида натрия, образовавшегося в результате взаимодействия натрия количеством вещества 2,3 моль с достаточным количеством кислорода (4Na+O2=2Na2O).

Алгоритм №1

Вычисление количества вещества по известному количеству вещества, участвующего в реакции.

Пример. Вычислите количество вещества кислорода, выделившегося в результате разложения воды количеством вещества 6 моль.

II. Используя алгоритм, решите самостоятельно следующие задачи:

1. Вычислите массу серы, необходимую для получения оксида серы (IV) количеством вещества 4 моль (S+O2=SO2).

2. Вычислите массу лития, необходимого для получения хлорида лития количеством вещества 0,6 моль (2Li+Cl2=2LiCl).

Внимательно изучите алгоритм и запишите в тетрадь

Алгоритм №2

Вычисление массы вещества по известному количеству другого вещества, участвующего в реакции.

Пример: Вычислите массу алюминия, необходимого для получения оксида алюминия количеством вещества 8 моль.

III. Используя алгоритм, решите самостоятельно следующие задачи: 

1. Вычислите количество вещества сульфида натрия, если в реакцию с натрием вступает сера массой 12,8 г (2Na+S=Na2S).

2. Вычислите количество вещества образующейся меди, если в реакцию с водородом вступает оксид меди (II) массой 64 г (CuO + h3 = Cu + h3O).

Внимательно изучите алгоритм и запишите в тетрадь 

Алгоритм №3

Вычисление количества вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции.

Пример. Вычислите количество вещества оксида меди (I), если в реакцию с кислородом вступает медь массой 19,2г.

Внимательно изучите алгоритм и запишите в тетрадь

IV. Используя алгоритм, решите самостоятельно следующие задачи:

1. Вычислите массу кислорода, необходимую для реакции с железом массой 112 г

(3Fe + 4O2=Fe3O4).

Алгоритм №4

Вычисление массы вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

Пример. Вычислите массу кислорода, необходимую для сгорания фосфора, массой 0,31г.

*******************************

Мольные соотношения участников реакции

Рассмотрим уравнение реакции образования воды из простых веществ:

2h3 + O2 = 2h3O

Можно сказать, что из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода образуется две молекулы воды. С другой стороны, эта же запись говорит о том, что для образования каждых двух молей воды нужно взять два моля водорода  один моль кислорода.

Мольное соотношение участников реакции помогает производить важные для химического синтеза расчеты. Рассмотрим примеры таких расчетов.

ЗАДАЧА 1. Определим массу воды, образовавшуюся в результате сгорания водорода в 3,2 г кислорода. 

Чтобы решить эту задачу, сначала необходимо составить уравнение химической реакции и записать над ним данные условия задачи.

Если бы мы знали количество вещества вступившего в реакцию кислорода, то смогли бы определить количество вещества воды. А затем, рассчитали бы массу воды, зная ее количество вещества и молярную массу. Чтобы найти количество вещества кислорода, нужно массу кислорода разделить на его молярную массу.

Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе. Для кислорода это значение составляет 32. Подставим в формулу: количество вещества кислорода равно отношению 3,2 г к 32 г/моль. Получилось 0,1 моль.

Для нахождения количества вещества воды оставим пропорцию, используя мольное соотношение участников реакции:

на 0,1 моль кислорода приходится неизвестное количество вещества воды, а на 1 моль кислорода приходится 2 моля воды.

Отсюда количество вещества воды равно 0,2 моль.

Чтобы определить массу воды, нужно найденное значение количества воды умножить на ее молярную массу, т.е. умножаем 0,2 моль на 18 г/моль, получаем 3,6 г воды.

Рис. 1.  Оформление записи краткого условия и решения Задачи 1

Помимо массы, можно рассчитывать объем газообразного участника реакции (при н.у.), используя известную вам формулу, в соответствие с которой объем газа при н.у. равен произведению количества вещества газа на молярный объем. Рассмотрим пример решения задачи.

ЗАДАЧА 2. Рассчитаем объем кислорода (при н.у.), выделившийся при разложении 27г воды.

Запишем уравнение реакции и данные условия задачи. Чтобы найти объем выделившегося кислорода, нужно найти сначала количество вещества воды через массу, затем по уравнению реакции определить количество вещества кислорода, после чего можно рассчитать его объем при н.у.

Количество вещества воды равно отношению массы воды к ее молярной массе. Получаем значение 1,5 моль.

Составим пропорцию: из 1,5 моля воды образуется неизвестное количество кислорода, из 2 молей воды образуется 1 моль кислорода. Отсюда количество кислорода равно 0,75 моля. Рассчитаем объем кислорода при н.у. Он равен произведению количества кислорода на молярный объем. Молярный объем любого газообразного вещества при н.у. равен 22,4 л/моль. Подставив числовые значения в формулу, получим объем кислорода, равный 16,8 л.

Рис. 2. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 2

Зная алгоритм решения подобных задач, можно рассчитать массу, объем или количество вещества одного из участников реакции по массе, объему или количеству вещества другого участника реакции.

ИСТОЧНИКИ
исчтоник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/8-klass/bvewestva-i-ih-prevraweniyab/raschety-massy-veschestva-po-uravneniyu-himicheskoy-reaktsii

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=wZbj-o5J5Vs

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=8sPwPk7a7p0

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=ygaarSGQDwE

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=Gv-jZX0wZxE

http://himiknoginsk.ucoz.ru/index/raschety_po_khimicheskim_uravnenijam/0-144

Молярная масса - Учебник по Химии. 8 класс. Григорович

Учебник по Химии. 8 класс. Григорович - Новая программа

Вспомните: физический смысл понятий «количество вещества» и «моль» (§ 24).

Взаимосвязь между массой и количеством вещества

Молекулы — это частицы с определенной, но очень маленькой массой. И если непосредственно измерить число молекул или количество вещества невозможно, то массу одного моля вещества измерить вполне реально. Такую массу называют молярной массой вещества.

Если мы знаем количество вещества п, которое содержится в том или ином образце, и массу образца т, то, разделив массу на количество вещества, получаем массу одного моля вещества, т. е. молярную массу:

Молярная масса — это физическая величина, равная отношению массы вещества к его количеству.

Молярную массу обозначают буквой М и измеряют в граммах на моль (г/моль).

Поскольку для образца вещества количеством 1 моль масса будет равна молярной массе, то:

Молярная масса — это масса вещества количеством 1 моль.

Определение молярной массы вещества

Молярная масса М, выраженная в г/моль, численно равна относительной молекулярной массе Мr. Для простых веществ атомного строения молярная масса численно равна относительной атомной массе.

Хотя молярная масса М и относительная молекулярная масса Мr имеют одинаковые численные значения, между ними есть два существенных различия:

• молярная масса характеризует массу одного моля вещества, тогда как относительная молекулярная масса — массу одной молекулы;

• молярная масса не является относительной величиной и, в отличие от относительной молекулярной массы, имеет единицу измерения — г/моль.

Различные вещества состоят из разных молекул, имеющих разные массы. Если взять разные вещества в количестве 1 моль, легко заметить, что у них разная масса и они занимают разные объемы (рис. 25.1). Так, масса одного моля сахара — 342 г, а одного моля воды — 18 г. Это всего лишь две неполные столовые ложки. В чем же тогда сходство этих образцов веществ? В них содержится приблизительно одинаковое число молекул, из которых они состоят. В двух столовых ложках (18 г) воды содержится столько же молекул воды Н2O, сколько молекул сахарозы С12Н22O11 в 342 г сахарного песка, а именно 6,02 • 1023 молекул.

Рис. 25.1. Некоторые вещества, взятые в количестве 1 моль: а — вода; б — поваренная соль; в — сульфатная кислота; г — сахар

Очевидно, что чем больше масса одной молекулы, тем больше молярная масса вещества.

Используя число Авогадро, легко доказать, что относительная молекулярная масса и молярная масса численно должны быть одинаковыми. Вещество количеством 1 моль содержит 6,02 • 1023 молекул, поэтому молярная масса (масса одного моля вещества) равна массе одной молекулы (в граммах), умноженной на постоянную Авогадро:

М = mмолекулы • NA

Массу молекулы можно также вычислить, зная относительную молекулярную массу Мr вещества:

mмолекулы = Мr • 1 а. е. м.

М = (Мr • 1 а. е. м) • NAr (1 а. е. м. • NА) = Мr 1 г/моль

Среди известных веществ самая большая молекулярная масса у белка титина, молекулярная формула которого С132983Н211861N36149О40883S693. Его молярная масса равна 2 993 442 г/моль, т. е. 1 моль вещества весит почти 3 тонны.

Расчеты с использованием молярной массы

Для того чтобы вычислить количество вещества, достаточно знать массу т этого вещества и его молярную массу М:

По этой формуле можно вычислить массу вещества в граммах:

Наконец, если известны и масса, и количество вещества, то можно определить его молярную массу:

Если объединить эти два уравнения, помня, что произведение атомной единицы массы и числа Авогадро равно единице, получаем:

Все эти формулы используют для химических расчетов.

Задача 1. Вычислите молярную массу натрий карбоната Na2CO3.

Решение:

Находим относительную молекулярную массу вещества:

Mr(Na2CO3) = 2 • Ar(Nа) + Ar(С) + 3 • Ar(O) = 2 • 23 + 12 + 3 • 16 = 106.

Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе, следовательно: M(Na2CO3) = 106 г/моль.

Ответ: M(Na2CO3) = 106 г/моль.

Задача 2. Вычислите массу кальцинированной соды количеством вещества 0,5 моль.

Задача 3. Какое количество вещества содержится в воде массой 1 кг?

Задача 4. Сколько атомов Сульфура содержится в образце серы массой 8 г?

Выводы

1. Молярная масса — это физическая величина, равная отношению массы вещества к его количеству. Молярная масса — это масса вещества количеством 1 моль.

2. Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе. Ее обозначают буквой М и измеряют в граммах на моль (г/моль).

Контрольные вопросы

1. Дайте определение молярной массы вещества.

2. В каких единицах измеряют молярную массу?

3. Как по химической формуле вещества определить его молярную массу?

4. Что общего и различного у понятий «молярная масса» и «относительная молекулярная масса»? Объясните на конкретных примерах.

Задания для усвоения материала

1. Молярная масса кислорода равна: а) 16 г/моль; б) 32 г/моль; в) 48 г/моль.

2. Вычислите массу; а) водорода количеством 2 моль; б) кислорода количеством 3 моль; в) воды количеством 5 моль.

3. Вычислите массу; а) 1,204 • 1022 атомов Цинка; б) 1,806 • 1024 молекул кислорода; в) 6,02 • 1021 молекул сульфатной кислоты H2SO4.

4. Вычислите молярные массы веществ по их формулам: H2S, NH3, F2, СаСO3, SO2, NaOH, K2SO4, Fe(NO3)3, NaAl(OH)4, CuSO4 • 5H2O.

5. Вычислите количество вещества: а) в 7 г железа; б) 21 г азота; в) 500 г мела СаСO3; г) 10 кг пищевой соды NaHCO3.

6. Какие массы воды, сахара С12Н22O11 золота необходимо взять, чтобы каждого вещества было по 5 моль?

7. Вычислите молярную массу простого вещества, если: а) масса 7 моль его равна 444,5 г; б) масса 3,5 моль — 84 г; в) масса 0,25 моль — 8 г. Назовите эти вещества.

8. Определите, масса какого из образцов веществ больше: а) 3 моль кислорода или 2 моль азота; б) 5 моль воды или 1,4 моль хлора; в) 1 моль негашеной извести СаО или 1 моль жженой магнезии МgО?

9. Сколько молекул воды содержится в стакане объемом 200 мл?

10. Вычислите количество вещества и число атомов Оксигена, которые содержатся: а) в 3 моль сернистого газа SO2; б) 40 г медной окалины СuО.

11. Образец нитратной кислоты ΗΝO3 имеет массу 122 г. Вычислите в этом образце количество вещества: а) нитратной кислоты; б) атомов Нитрогена; в) атомов Гидрогена; г) атомов Оксигена.

12. Образец соединения Карбона с Гидрогеном массой 0,8 г содержит 0,05 моль вещества. Вычислите молярную массу этого вещества и определите его формулу.



Молярная масса соединений | Введение в химию

Цель обучения
  • Вычислить молярную массу элемента или соединения

Ключевые моменты
    • Молярная масса - это масса данного химического элемента или химического соединения (г), деленная на количество вещества (моль).
    • Молярная масса соединения может быть рассчитана путем сложения стандартных атомных масс (в г / моль) составляющих атомов.
    • Молярная масса служит связующим звеном между массой материала и количеством молей, поскольку невозможно измерить количество молей напрямую.

Условия
  • моль - количество вещества системы, которое содержит столько элементарных единиц, сколько атомов в 12 г углерода-12.
  • молярная масса Масса данного вещества (химического элемента или химического соединения в г), деленная на его количество (моль).

Измерение массы в химии

Химики могут измерить количество вещества, используя массу, но в химических реакциях часто важно учитывать количество атомов каждого элемента, присутствующего в каждом образце.Даже самое маленькое количество вещества будет содержать миллиарды атомов, поэтому химики обычно используют моль как единицу измерения количества вещества.

Один моль (сокращенно моль) равен количеству атомов в 12 граммах углерода-12; это число называется числом Авогадро и составляет примерно 6,022 x 10 23 . Другими словами, моль - это количество вещества, которое содержит столько сущностей (атомов или других частиц), сколько атомов в 12 граммах чистого углерода-12.

а.е.м. по сравнению с г / моль

Каждый ион или атом имеет определенную массу; аналогично, каждый моль данного чистого вещества также имеет определенную массу. Масса одного моля атомов чистого элемента в граммах эквивалентна атомной массе этого элемента в атомных единицах массы (а.е.м.) или в граммах на моль (г / моль). Хотя массу можно выразить как а.е.м. и г / моль, г / моль - наиболее полезная система единиц для лабораторной химии.

Расчет молярной массы

Молярная масса - это масса данного вещества, деленная на количество этого вещества, измеряемая в г / моль.Например, атомная масса титана составляет 47,88 а.е.м. или 47,88 г / моль. В 47,88 граммах титана один моль, или 6,022 x 10 23 атомов титана.

Характерная молярная масса элемента - это просто атомная масса в г / моль. Однако молярную массу также можно рассчитать, умножив атомную массу в а.е.м. на константу молярной массы (1 г / моль). Чтобы вычислить молярную массу соединения с несколькими атомами, просуммируйте все атомные массы составляющих атомов.

Например, молярная масса NaCl может быть рассчитана для определения атомной массы натрия (22.99 г / моль) и атомная масса хлора (35,45 г / моль) и их объединение. Молярная масса NaCl составляет 58,44 г / моль.

Molar Mass Calculations - YouTube В этом видео показано, как рассчитать молярную массу для нескольких соединений, используя их химические формулы. Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Mole-Mass and Mass-Mass Calculations - Introduct Chemistry - 1st Canadian Edition

  1. Из заданного количества молей вещества вычислите массу другого вещества, участвующего в этом, с помощью сбалансированного химического уравнения.
  2. Исходя из заданной массы вещества, вычислите количество молей другого вещества, участвующего в процессе, с помощью сбалансированного химического уравнения.
  3. Из заданной массы вещества вычислите массу другого вещества, участвующего в этом, с помощью сбалансированного химического уравнения.

Вычисления моль-моль - не единственный тип вычислений, который можно выполнить с использованием сбалансированных химических уравнений. Напомним, что молярную массу можно определить по химической формуле и использовать в качестве коэффициента пересчета.Мы можем добавить этот коэффициент преобразования в качестве еще одного шага в расчет для расчета молярной массы, где мы начинаем с заданного количества молей вещества и вычисляем массу другого вещества, участвующего в химическом уравнении, или наоборот.

Например, предположим, что у нас есть сбалансированное химическое уравнение:

2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3

Предположим, мы знаем, что у нас есть 123,2 г Cl 2 . Как мы можем определить, сколько молей AlCl 3 мы получим, когда реакция завершится? Прежде всего, химических уравнения не сбалансированы в граммах; они уравновешены с точки зрения молей.Итак, чтобы использовать сбалансированное химическое уравнение, чтобы связать количество Cl 2 с количеством AlCl 3 , нам нужно преобразовать заданное количество Cl 2 в моль. Мы знаем, как это сделать, просто используя молярную массу Cl 2 в качестве коэффициента преобразования. Молярная масса Cl 2 (которую мы получаем из атомной массы Cl из периодической таблицы) составляет 70,90 г / моль. Мы должны инвертировать эту дробь, чтобы единицы отменялись правильно:

Теперь, когда у нас есть количество в молях, мы можем использовать сбалансированное химическое уравнение, чтобы построить коэффициент преобразования, который связывает количество молей Cl 2 с количеством молей AlCl 3 .Цифры в коэффициенте преобразования взяты из коэффициентов в сбалансированном химическом уравнении:

Используя этот коэффициент пересчета с молярным количеством, которое мы вычислили выше, мы получаем:

Итак, мы получим 1,159 моль AlCl 3 , если прореагируем 123,2 г Cl 2 .

В этом последнем примере мы выполнили расчет в два этапа. Однако математически это эквивалентно последовательному выполнению двух вычислений в одной строке:

Единицы по-прежнему отменяются соответствующим образом, и в конце мы получаем тот же числовой ответ.Иногда ответ может немного отличаться от пошагового ответа из-за округления промежуточных ответов, но окончательные ответы должны быть практически одинаковыми.

Сколько молей HCl будет произведено, когда 249 г AlCl 3 прореагируют в соответствии с этим химическим уравнением?

2AlCl 3 + 3H 2 O (ℓ) → Al 2 O 3 + 6HCl (г)

Решение

Мы сделаем это в два этапа: преобразуем массу AlCl 3 в моль, а затем воспользуемся сбалансированным химическим уравнением, чтобы найти количество моль образовавшейся HCl.Молярная масса AlCl 3 составляет 133,33 г / моль, которую мы должны инвертировать, чтобы получить соответствующий коэффициент преобразования:

Теперь мы можем использовать это количество, чтобы определить количество молей HCl, которые будут образовываться. Из сбалансированного химического уравнения мы строим коэффициент преобразования между количеством молей AlCl 3 и количеством молей HCl:

Применяя этот коэффициент пересчета к количеству AlCl 3 , получаем:

В качестве альтернативы мы могли бы сделать это одной строкой:

Последняя цифра в нашем окончательном ответе немного отличается из-за различий в округлении, но ответ, по сути, тот же.

Сколько молей Al 2 O 3 будет произведено, когда 23,9 г H 2 O прореагируют в соответствии с этим химическим уравнением?

2AlCl 3 + 3H 2 O (ℓ) → Al 2 O 3 + 6HCl (г)

Ответ

0,442 моль

Вариант расчета молярной массы состоит в том, чтобы начать с количества в молях, а затем определить количество другого вещества в граммах. Действия такие же, но выполняются в обратном порядке.

Сколько граммов NH 3 будет произведено, если 33,9 моль H 2 прореагировать в соответствии с этим химическим уравнением?

N 2 (г) + 3H 2 (г) → 2NH 3 (г)

Решение

Преобразования такие же, но применяются в другом порядке. Начните с использования сбалансированного химического уравнения для преобразования в моли другого вещества, а затем используйте его молярную массу для определения массы конечного вещества.В два этапа получаем:

Теперь, используя молярную массу NH 3 , которая составляет 17,03 г / моль, получаем:

Сколько граммов N 2 необходимо для получения 2,17 моль NH 3 при реакции в соответствии с этим химическим уравнением?

N 2 (г) + 3H 2 (г) → 2NH 3 (г)

Ответ

30,4 г (Примечание: здесь мы переходим от продукта к реагенту, показывая, что проблемы с молекулярной массой могут начинаться и заканчиваться любым веществом в химическом уравнении.)

Теперь должно быть тривиальной задачей распространить вычисления на массово-массовые вычисления, в которых мы начинаем с массы одного вещества и заканчиваем массой другого вещества в химической реакции. Для этого типа вычислений необходимо использовать молярные массы двух разных веществ - обязательно отслеживайте, какое есть какое. Однако снова важно подчеркнуть, что перед использованием сбалансированной химической реакции массовое количество необходимо сначала преобразовать в моли. Затем коэффициенты сбалансированной химической реакции можно использовать для преобразования в моли другого вещества, которые затем можно преобразовать в массу.

Например, определим количество граммов SO 3 , которое может быть получено в результате реакции 45,3 г SO 2 и O 2 :

2SO 2 (г) + O 2 (г) → 2SO 3 (г)

Сначала мы конвертируем данное количество, 45,3 г SO 2 , в моль SO 2 , используя его молярную массу (64,06 г / моль):

Во-вторых, мы используем сбалансированную химическую реакцию для преобразования молей SO 2 в моли SO 3 :

Наконец, мы используем молярную массу SO 3 (80.06 г / моль) для пересчета в массу SO 3 :

Мы также можем выполнить все три шага последовательно, записав их в одной строке как:

Получаем тот же ответ. Обратите внимание, как начальная и все промежуточные единицы отменяются, оставляя граммы SO 3 , которые мы и ищем, в качестве нашего окончательного ответа.

Какая масса Mg будет получена при взаимодействии 86,4 г K?

MgCl 2 (с) + 2K (с) → Mg (с) + 2KCl (с)

Решение

Мы просто будем следовать шагам:

масса K → моль K → моль Mg → масса Mg

В дополнение к сбалансированному химическому уравнению нам нужны молярные массы K (39.09 г / моль) и Mg (24,31 г / моль). В одну линию,

Какая масса H 2 будет получена при реакции 122 г Zn?

Zn (т.) + 2 HCl (водн.) → ZnCl 2 (водн.) + H 2 (г)

Ответ

3,77 г

  • Мольные количества одного вещества могут быть связаны с массовыми количествами с помощью сбалансированного химического уравнения.
  • Массовые количества одного вещества могут быть связаны с массовыми количествами с помощью сбалансированного химического уравнения.
  • Во всех случаях количества вещества должны быть преобразованы в моли, прежде чем можно будет использовать сбалансированное химическое уравнение для преобразования в моли другого вещества.
  1. Какая масса CO 2 получается при сгорании 1,00 моль CH 4 ?
    CH 4 (г) + 2O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O (ℓ)
  2. Какая масса H 2 O получается при сгорании 1,00 моль CH 4 ?
    CH 4 (г) + 2O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O (ℓ)
  3. Какая масса HgO требуется для производства 0.692 моль O 2 ?
    2HgO (т) → 2Hg (ℓ) + O 2 (г)
  4. Какая масса NaHCO 3 необходима для получения 2,659 моль CO 2 ?
    2NaHCO 3 (с) → Na 2 CO 3 (с) + H 2 O (ℓ) + CO 2 (г)
  5. Сколько молей Al можно получить из 10,87 г Ag?
    Al (НЕТ 3 ) 3 (с) + 3Ag → Al + 3AgNO 3
  6. Сколько молей HCl можно получить из 0.226 г SOCl 2 ?
    SOCl 2 () + H 2 O () → SO 2 (г) + 2HCl (г)
  7. Сколько молей O 2 необходимо для получения 1,00 г Са (NO 3 ) 2 ?
    Ca (s) + N 2 (g) + 3O 2 (g) → Ca (NO 3 ) 2 (s)
  8. Сколько молей C 2 H 5 OH необходимо для образования 106,7 г H 2 O?
    C 2 H 5 OH () + 3O 2 (г) → 2CO 2 (г) + 3H 2 O ()
  9. Какая масса O 2 может быть получена при разложении 100.0 г NaClO 3 ?
    2NaClO 3 → 2NaCl (т) + 3O 2 (г)
  10. Какая масса Li 2 O необходима для реакции с 1060 г CO 2 ?
    Li 2 O (водн.) + CO 2 (г) → Li 2 CO 3 (водн.)
  11. Какая масса Fe 2 O 3 должна прореагировать, чтобы получить 324 г Al 2 O 3 ?
    Fe 2 O 3 (с) + 2Al (с) → 2Fe (с) + Al 2 O 3 (с)
  12. Какая масса Fe образуется при 100.0 г Al?
    Fe 2 O 3 (с) + 2Al (с) → 2Fe (с) + Al 2 O 3 (с)
  13. Какая масса MnO 2 получается при реакции 445 г H 2 O?
    H 2 O (ℓ) + 2MnO 4 - (водн.) + Br - (водн.) → BrO 3 - (водн.) + 2MnO 2 (s) + 2OH - (водн.)
  14. Какая масса PbSO 4 получается при взаимодействии 29,6 г H 2 SO 4 ?
    Pb (s) + PbO 2 (s) + 2H 2 SO 4 (водн.) → 2PbSO 4 (s) + 2H 2 O (ℓ)
  15. Если 83.Образуется 9 г ZnO, какая масса Mn 2 O 3 образуется с ним?
    Zn (s) + 2MnO 2 (s) → ZnO (s) + Mn 2 O 3 (s)
  16. Если 14,7 г NO 2 прореагирует, какая масса H 2 O прореагирует с ним?
    3НО 2 (г) + H 2 O (ℓ) → 2HNO 3 (водн.) + NO (г)
  17. Какая масса HF образуется при реакции 88,4 г CH 2 S?
    CH 2 S + 6F 2 → CF 4 + 2HF + SF 6
  18. Если 100.Требуется 0 г Cl 2 , какая масса NaOCl должна прореагировать?
    NaOCl + HCl → NaOH + Cl 2
  1. 44,0 г
  1. 3,00 × 10 2 г
  1. 0,0336 моль
  1. 0,0183 моль
  1. 45,1 г
  1. 507 г
  1. 4,30 × 10 3 г
  1. 163 г
  1. 76,7 г

Глава 1.7. Родинка и молярная масса

Родинка

Согласно теории Дальтона, каждое химическое соединение имеет определенную комбинацию атомов, и соотношение между числами и атомами присутствующих элементов обычно представляет собой небольшие целые числа. Мы также описали закон множественных пропорций , который гласит, что отношения масс элементов, которые образуют ряд соединений, являются небольшими целыми числами. Задача Дальтона и других ранних химиков состояла в том, чтобы обнаружить количественную связь между числом атомов в химическом веществе и его массой.Поскольку массы отдельных атомов настолько малы (порядка 10 - 23 г / атом), химики не измеряют массу отдельных атомов или молекул. Например, в лаборатории масса соединений и элементов, используемых химиками, обычно колеблется от миллиграммов до граммов, в то время как в промышленности химические вещества покупаются и продаются в килограммах и тоннах. Поэтому для анализа превращений, происходящих между отдельными атомами или молекулами в химической реакции, химикам абсолютно необходимо знать, сколько атомов или молекул содержится в измеряемом количестве в лаборатории - данной массе образца.Единицей измерения этой связи является моль (моль). Количество вещества, которое содержит такое же количество единиц (например, атомов или молекул), что и количество атомов углерода точно в 12 г изотопно чистого углерода-12., От латинского моль , что означает «куча» или « куча »(, а не от маленького подземного зверя!).

Многие знакомые вещи продаются в числовых количествах с необычными названиями. Например, банки с газировкой поставляются упаковками по шесть штук, яйца продаются дюжинами (12), а карандаши часто продаются оптом (12 дюжин или 144).Листы бумаги для принтера упакованы в стопки по 500 штук, что на первый взгляд кажется большим количеством. Однако атомы настолько малы, что даже 500 атомов слишком малы, чтобы их можно было увидеть или измерить с помощью самых распространенных методов. Любая легко измеряемая масса элемента или соединения содержит чрезвычайно большое количество атомов, молекул или ионов, поэтому для их подсчета требуется чрезвычайно большая числовая единица. Для этого используется родинка.

моль определяется как количество вещества, которое содержит количество атомов углерода ровно в 12 г изотопно чистого углерода-12.Согласно последним экспериментальным измерениям, эта масса углерода-12 содержит 6,022142 × 10 23 атомов, но для большинства целей 6,022 × 10 23 дает достаточное количество значащих цифр. Так же, как 1 моль атомов содержит 6,022 × 10 23 атомов, 1 моль яиц содержит 6,022 × 10 23 яиц. Число в моле называется числом Авогадро: 6.022142 x 10 23 , в честь итальянского ученого 19 века, который первым предложил измерить количество молекул в газе.Поскольку массу газа также можно измерить на чувствительных весах, знание количества молекул и их общей массы позволяет нам просто определить массу отдельной молекулы в граммах.

Крот является мостом между атомным миром (аму) и лабораторией (граммы). Он позволяет определять количество молекул или атомов путем их взвешивания. Числовое значение числа Авогадро, обычно обозначаемое как Нет, является следствием произвольного значения одного килограмма, блока металла Pt-Ir, называемого международным прототипом килограмма, и выбора эталона для шкалы атомных единиц массы, одного атома. углерода-12.Моль C-12 по определению весит ровно 12 г, а число Авогадро определяется путем подсчета количества атомов. Это не так-то просто. Число Авогадро - это фундаментальная константа, которая определяется наименее точно.

Определение моля, то есть решение основать его на 12 г углерода-12, является произвольным, но оно было принято после некоторой дискуссии между химиками и физиками о том, использовать ли природный углерод, смесь C- 12 и С-13 или водород. Важным моментом является то, что 1 моль углерода - или чего-либо еще, будь то атомы, компакт-диски или дома - всегда имеет одинаковое количество объектов: 6.022 × 10 23 .

В следующем видео профессор Стив Бун показывает, как гипотезу Авогадро можно использовать для измерения молекулярных масс He, N 2 и CO2. Следуйте инструкциям и запишите измерения, чтобы получить относительные массы. Когда мы рассматриваем поведение газов в Блоке 5, мы можем использовать данные для расчета молекулярной массы каждого газа. Этот метод был до изобретения масс-спектрометра лучшим способом измерения молекулярной массы молекул газа

Обратите внимание на узор

У одного крота всегда одинаковое количество предметов: 6.022 × 10 23 .

Чтобы оценить величину числа Авогадро, рассмотрите моль пенсов. Сложенный вертикально, моль пенсов будет иметь высоту 4,5 × 10 17 миль, что почти в шесть раз больше диаметра галактики Млечный Путь. Если бы моль пенсов распределить поровну среди всего населения Земли, каждый человек получил бы более одного триллиона долларов. Ясно, что моль настолько велика, что ее можно использовать только для измерения очень маленьких объектов, например атомов.

Понятие «моль» позволяет нам подсчитывать определенное количество отдельных атомов и молекул путем взвешивания измеримых количеств элементов и соединений. Чтобы получить 1 моль атомов углерода-12, мы должны отвесить 12 г изотопно чистого углерода-12. Поскольку каждый элемент имеет разную атомную массу, моль каждого элемента имеет разную массу, даже если он содержит одинаковое количество атомов (6,022 × 10 23 ). Это аналогично тому факту, что дюжина очень больших яиц весит больше, чем дюжина маленьких яиц, или что общий вес 50 взрослых людей превышает общий вес 50 детей.Из-за способа определения моля для каждого элемента количество граммов в моле совпадает с количеством атомных единиц массы в атомной массе элемента. Например, масса 1 моля магния (атомная масса = 24,305 а.е.м.) равна 24,305 г. Поскольку атомная масса магния (24,305 а.е.м.) чуть более чем вдвое больше, чем у атома углерода-12 (12 а.е.м.), масса 1 моля атомов магния (24,305 г) чуть более чем вдвое больше, чем 1 моль углерода. -12 (12 г). Аналогично масса 1 моля гелия (атомная масса = 4.002602 а.е.м.) составляет 4,002602 г, что примерно в три раза меньше, чем 1 моль углерода-12. Используя концепцию моля, мы можем теперь переформулировать теорию Дальтона: 1 моль соединения образуется путем объединения элементов в количествах, молярные отношения которых являются небольшими целыми числами. Например, 1 моль воды (H 2 O) содержит 2 моля атомов водорода и 1 моль атомов кислорода.

Массово-мольные вычисления Учебное пособие по химии

Ключевые понятия

  • 1 моль чистого вещества имеет массу, равную его молекулярной массе (1) , выраженной в граммах.

    Она известна как молярная масса M и измеряется в г моль -1 (граммы на моль вещества).

  • Взаимосвязь между молярной массой, массой и молями может быть выражена математическим уравнением, как показано ниже:

    г моль -1 = г ÷ моль

    молярная масса = масса ÷ моль

    M = m ÷ n

    где:
    M = молярная масса чистого вещества (измеряется в г · моль -1 )
    m = масса чистого вещества (измеряется в граммах, г)
    n = количество чистого вещества (измеряется в молях, моль)
  • Это математическое уравнение можно преобразовать в следующее:

    п = м ÷ М
    моль = масса ÷ молярная масса

    м = n × M
    масса = моль × молярная масса

  • Для расчета молей чистого вещества: n = m ÷ M
  • Для расчета массы чистого вещества: m = n × M
  • Для расчета молярной массы чистого вещества: M = m ÷ n

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
Без рекламы = для нас нет денег = для вас нет бесплатных вещей!

Расчет массы чистого вещества (m = нМ)

1 моль чистого вещества определяется как имеющий массу в граммах, равную его относительной молекулярной массе.
Эта величина известна как молярная масса (символ M).
Итак, масса 1 моля чистого вещества = относительная молекулярная масса в граммах.
А, масса 1 моля чистого вещества = молярная масса чистого вещества (г моль -1 )
Или, масса 1 моля = M (г моль -1 )

В таблице ниже указана масса 1 моля ряда обычных чистых веществ:

907 907 углекислый газ
название молекулярная формула относительная молекулярная масса молярная масса
(г моль -1 )
масса 1 моль
(г)
газообразный гелий He 4.003 4,003 г моль -1 4,003 г
газообразный кислород O 2 2 × 16,00 = 32,00 32,00 г моль -1 3267
CO 2 12,01 + (2 × 16,00) = 44,01 44,01 г моль -1 44,01 г
жидкая вода H 2 O (2 × 1,008) + 16.00 = 18,016 18,016 г моль -1 18,016 г

Из таблицы видно, что 1 моль воды имеет массу 18,016 грамма, что не очень много (примерно по массе воды в паре маленьких кубиков льда, которые вы бы сделали в своей семейной морозильной камере).

А что, если бы у вас было 10 молей воды? Какой будет масса 10 молей воды?
Если 1 моль воды имеет массу 18,016 г, то 10 моль воды должны иметь массу в десять раз больше:
масса 10 моль воды = 10 × масса 1 моля воды
масса 10 моль воды = 10 × 18.016 = 180,16 г (примерно масса воды, которую можно налить в небольшой стакан)

Итак, если бы у нас было только ½ моля воды, какая масса воды была бы у нас?
Если 1 моль воды имеет массу 18,016 г, то ½ моля воды должно иметь ½ массы:
масса ½ моля воды = ½ × масса 1 моля воды
масса ½ моля воды = ½ × 18,016 = 9,008 г

В обоих приведенных выше примерах мы можем вычислить массу воды в граммах, умножив количество молей воды на массу 1 моля воды в граммах:

масса воды = моль воды × масса 1 моля воды

, поскольку масса 1 моля воды в граммах известна как его молярная масса, мы можем записать:

масса воды = моль воды × молярная масса воды

В таблице ниже сравнивается масса различных количеств воды в молях, и данные представлены в виде графика справа:

=
масса воды
(г)
= моль воды
(моль)
× молярная масса воды
(г моль -1 )
0 0.00 × 18,016
9,008 = 0,50 × 18,016
18,016 = 7907 1,50 × 18,016
180,16 = 10,00 × 18,016
270,24 = 15.00 × 18.016
Из данных в таблице мы можем обобщить и сказать, что для любого чистого вещества масса вещества в граммах равна молям вещества, умноженным на массу 1 моля вещества:

масса = моль × масса 1 моля

и поскольку масса 1 моля вещества (в граммах) = молярная масса (в граммах на моль)

масса (г) = моль × молярная масса (г моль -1 )

м = n × M

На приведенном выше графике показана прямая линия, проходящая через начало координат (0,0), поэтому уравнение для прямой выглядит следующим образом:
y = наклон × x
где y - масса воды (г)
и x - моль воды (моль)
и наклон (уклон) линии
= вертикальный подъем ÷ горизонтальный ход
= 270.24 г ÷ 15 моль = 18,016 г моль -1
= молярная масса воды (г моль -1 )
Итак, уравнение для этой линии:
масса (H 2 O) = молярная масса (H 2 O) × моль (H 2 O)
В целом:
масса (г) = молярная масса (г-моль -1 ) × моль (моль)

Выполните следующие действия, чтобы рассчитать массу чистого вещества с учетом количества вещества в молях:

  1. Извлеките данные из вопроса:
    масса = m =? (единицы - граммы)
    родинок = n = запишите, что вам говорят в вопросе
    молярная масса = M = запишите, что вам говорят в вопросе (единицы измерения: г моль -1 )
    (вам может потребоваться вычислить это, используя молекулярную формулу чистого вещества и Периодическую таблицу)
  2. Проверить единицы на соответствие и при необходимости преобразовать:
    Количество вещества должно быть в молях (моль)!
    Если количество указано в миллимолях (ммоль), разделите его на 1000, чтобы получить количество в молях (моль).
    Если количество указано в микромолях (мкмоль), разделите его на 1 000 000, чтобы получить количество в молях (моль).
    Если количество указано в километрах (кмоль), умножьте его на 1000, чтобы получить количество в молях (моль).
  3. Напишите математическое уравнение (математическую формулу):
    масса = моль × молярная масса
    или
    м = n × M
  4. Подставьте значения и решите уравнение, чтобы найти значение массы m в граммах (г).

Расчет молей чистого вещества (n = m / M)

В приведенном выше обсуждении мы обнаружили, что можем рассчитать массу чистого вещества, используя моль и молярную массу вещества:

масса (г) = моль (моль) × молярная масса (г-моль -1 )

Как бы мы вычислили количество молей чистого вещества, если бы мы знали массу вещества?

(a) Мы могли бы использовать некоторую алгебру: разделите обе части уравнения на молярную массу:

масса = моль × молярная масса


молярная масса 907 молярная масса 907 молярная масса

моль = масса ÷ молярная масса

п = м ÷ М

(b) Мы могли бы использовать некоторую логику:

мы знаем массу в единицах граммов (г)
мы знаем молярную массу в единицах граммов на моль (г моль -1 )
нам нужно найти моль с единицами моль (моль)

При рассмотрении единиц мы видим, что деление молярной массы на массу даст нам количество в единицах «моль -1 ».

молярная масса / масса = г моль -1 / г = моль -1

Если мы перевернем это вверх дном (в математических терминах, возьмем обратную величину), мы получим количество в единицах "моль", которое нам и нужно:

масса / молярная масса = г / г моль -1 = моль

так

моль = масса ÷ молярная масса

п = м ÷ М

Выполните следующие действия, чтобы рассчитать количество чистого вещества в молях с учетом массы вещества:

  1. Извлеките данные из вопроса:
    масса = m = запишите, что вам говорят в вопросе
    моль = n =? (единицы моль)
    молярная масса = M = запишите, что вам говорят в вопросе (единицы измерения: г моль -1 )
    (вам может потребоваться вычислить это, используя молекулярную формулу чистого вещества и Периодическую таблицу)
  2. Проверить единицы на соответствие и при необходимости преобразовать:
    Масса должна быть в граммах!
    Если масса указана в миллиграммах (мг), разделите ее на 1000, чтобы получить массу в граммах (г).
    Если масса дана в микрограммах (мкг), разделите ее на 1000000, чтобы получить массу в граммах (г).
    Если масса указана в килограммах (кг), умножьте ее на 1000, чтобы получить массу в граммах (г).
  3. Напишите математическое уравнение (математическую формулу):
    моль = масса ÷ молярная масса
    или
    п = м ÷ М
  4. Подставьте значения и решите уравнение, чтобы найти количество молей веществ (моль).

Расчет молярной массы чистого вещества (M = m / n)

Что, если бы вы знали количество чистого вещества в молях и его массу?
Не могли бы вы вычислить его молярную массу?

Напомним, что масса = моль × молярная масса или m = n × M

(a) Мы могли бы использовать некоторую алгебру: разделите обе части уравнения на моли:

моль

молярная масса = масса ÷ моль

M = m ÷ n

(b) Мы могли бы использовать некоторую логику:

Изучая единицы измерения, мы видим, что, разделив массу в граммах на количество в молях, мы приходим к количеству единиц в граммах на моль (г моль -1 ), которые являются единицами измерения молярной массы.

Следовательно, молярная масса (г моль -1 ) = масса (г) ÷ моль (моль)

или вы можете написать

M = m × n

Выполните следующие действия, чтобы рассчитать молярную массу чистого вещества с учетом количества вещества в молях и массы вещества:

  1. Извлеките данные из вопроса:
    масса = m = запишите, что вам говорят в вопросе
    родинок = n = запишите, что вам говорят в вопросе
    молярная масса = M =? (ед.гмоль -1 )
  2. Проверить единицы на соответствие и при необходимости преобразовать:
    Масса должна быть в граммах (г)!
    Количество, моль, должно быть в молях (моль)!
  3. Напишите математическое уравнение (математическую формулу):
    молярная масса = масса ÷ моль
    или
    M = m ÷ n
  4. Подставьте значения и решите уравнение, чтобы найти молярную массу вещества в граммах на моль.

Рабочие примеры расчета массы, молей, молярной массы

Рабочий пример: масса = моль × молярная масса (m = n × M)

Рассчитайте массу 0,25 моля воды, H 2 O.

  1. Извлеките данные из вопроса:
    моль = n = 0,25 моль
    молярная масса = M = (2 × 1,008) + 16,00 = 18,016 г моль -1 (рассчитано с использованием периодической таблицы)
    масса = m =? г
  2. Проверить данные на соответствие:
    Количество воды в молях (моль)? да.
    Преобразовывать это не нужно.
  3. Напишите математическое уравнение (математическую формулу):
    масса = моль × молярная масса
    или
    м = n × M
  4. Подставьте значения в уравнение и решите относительно массы (г):
    масса = m = 0,25 × 18,016 = 4,504 г

Работает Пример: моль = масса & разделить молярную массу (n = m / M)

Вычислите количество кислородного газа, O 2 , в молях, присутствующее в 124.5 г газообразного кислорода.

  1. Извлеките данные из вопроса:
    масса = m = 124,5 г
    молярная масса = M = 2 × 16,00 = 32,00 г моль -1 (рассчитано с использованием периодической таблицы)
    моль = n =? моль
  2. Проверить данные на соответствие:
    Масса газообразного кислорода выражена в граммах (г)? да.
    Преобразовывать это не нужно.
  3. Напишите математическое уравнение (математическую формулу):
    моль = масса ÷ молярная масса
    или
    п = м ÷ М
  4. Подставьте значения в уравнение и решите, чтобы найти количество молей газообразного кислорода:
    моль = n = 124.5 ÷ 32,00 = 3,89 моль

Работает Пример: молярная масса = масса ÷ моль (M = m / n)

Вычислите молярную массу чистого вещества, если масса 1,75 моль вещества составляет 29,79 г.

  1. Извлеките данные из вопроса:
    масса = m = 29,79 г
    моль = n = 1,75 моль
  2. Проверить данные на соответствие:
    Масса в граммах (г)? да.Нам не нужно это преобразовывать.
    Количество вещества в молях (моль)? да. Нам не нужно это преобразовывать.
  3. Напишите уравнение:
    молярная масса = масса ÷ моль
    или
    M = m ÷ n
  4. Подставьте значения в уравнение и решите для молярной массы:
    молярная масса = M = 29,79 ÷ 1,75 = 17,02 г моль -1

Решение задач с использованием молей, массы и молярной массы

Проблема: Карбонат кальция, CaCO 3 , является важным промышленным химическим веществом.У химика Криса есть нечистый образец карбоната кальция. Масса загрязненного образца составляет 0,1250 кг, и он состоит из 87,00% (по массе) карбоната кальция. Прежде чем Крис сможет использовать этот карбонат кальция в химической реакции, Крису необходимо знать количество в молях карбоната кальция, присутствующего в этом образце.

Рассчитайте количество карбоната кальция в молях, присутствующее в этом загрязненном образце карбоната кальция.

Решение проблемы с использованием модели StoPGoPS для решения проблем:

масса = моль × молярная масса


моль
СТОП! Сформулируйте вопрос. Что вас просят сделать?

Рассчитать количество карбоната кальция в молях

n (CaCO 3 ) = моль карбоната кальция =? моль

ПАУЗА! План. Какой химический принцип вам нужно будет применить?

Применить стехометрию (n = m ÷ M)

Какую информацию (данные) вам предоставили?

Шаг 1: Напишите математическое уравнение для расчета молей карбоната кальция:

n (моль) = m (г) ÷ M (г моль -1 )

Шаг 2: Рассчитайте массу карбоната кальция в образце в килограммах (кг).

масса карбоната кальция (кг) = 87,00% массы образца (кг)
м (CaCO 3 ) = ( 87,00 / 100 ) × м (образец)

Шаг 3: Преобразовать массу карбоната кальция в килограммах (кг) в массу в граммах (г).

м (CaCO 3 ) в граммах = м (CaCO 3 ) в кг × 1000 г / кг

Шаг 4: Рассчитайте молярную массу карбоната кальция (используйте Периодическую таблицу, чтобы найти молярную массу каждого элемента):

молярная масса = M (CaCO 3 ) = M (Ca) + M (C) + [3 × M (O)] =

Шаг 5: Подставьте значения m (CaCO 3 ) в граммах и M (CaCO 3 ) в г · моль -1 в математическое уравнение и решите для n (моль)

n (моль) = m (г) ÷ M (г моль -1 )
Вперед! Следуйте плану.

Шаг 1: Напишите математическое уравнение для расчета молей карбоната кальция:

n (моль) = m (г) ÷ M (г моль -1 )
n (CaCO 3 ) = m (CaCO 3 ) ÷ M (CaCO 3 )

Шаг 2: Рассчитайте массу карбоната кальция в образце в килограммах (кг).

масса карбоната кальция (кг) = 87.00% массы образца (кг)
м (CaCO 3 ) = ( 87,00 / 100 ) × м (образец)
м (CaCO 3 ) = ( 87,00 / 100 ) × 0,1250 кг = 0,10875 кг

Шаг 3: Преобразовать массу карбоната кальция в килограммах (кг) в массу в граммах (г).

м (CaCO 3 ) в граммах = м (CaCO 3 ) в кг × 1000 г / кг
м (CaCO 3 ) в граммах = 0.10875 кг × 1000 г / кг 108,75 г

Шаг 4: Рассчитайте молярную массу карбоната кальция (используйте Периодическую таблицу, чтобы найти молярную массу каждого элемента):

молярная масса = M (CaCO 3 ) = M (Ca) + M (C) + [3 × M (O)]
M (CaCO 3 ) = 40,08 + 12,01 + [3 × 16,00] = 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 г моль -1

Шаг 5: Подставьте значения m (CaCO 3 ) в граммах и M (CaCO 3 ) в г · моль -1 в математическое уравнение и решите для n (моль)

n (CaCO 3 ) = m (CaCO 3 ) ÷ M (CaCO 3 )
n (CaCO 3 ) = м (CaCO 3 ) ÷ M (CaCO 3 ) = 108.75 г ÷ 100.09 г моль -1 = 1.087 моль
ПАУЗА! Поразмышляйте над правдоподобием. Вы ответили на заданный вопрос?

Да, мы рассчитали количество молей карбоната кальция в образце.

Разумно ли ваше решение вопроса?

Давайте поработаем в обратном направлении, чтобы увидеть, дадут ли рассчитанные нами моль карбоната кальция правильную массу для образца.
Приблизительно рассчитайте массу CaCO 3 в 1,087 моль (& приблизительно 1 моль):
м (CaCO 3 ) = n × M = 1 × (40 + 12 + 3 × 16) = 100 г
Приблизительно рассчитайте массу образца, если 87% его массы связано с CaCO 3 :
м (CaCO 3 ) = 87/100 × м (образец)
м (образец) = 100/87 × м (CaCO 3 ) = 100/87 × 100 = 115 г = 0,115 кг

Поскольку это приблизительное значение массы образца примерно такое же, как масса образца, указанная в вопросе, мы достаточно уверены, что наш ответ правильный.

СТОП! Назовите решение. Сколько молей карбоната кальция присутствует в образце?

n (CaCO 3 ) = 1,087 моль


Сноски:

(1) Молекулярная масса также известна как молекулярная масса, формульная масса или формульная масса.

Как найти молекулярную массу соединения

Молекулярная масса или молекулярная масса - это общая масса соединения.Он равен сумме индивидуальных атомных масс каждого атома в молекуле. Определить молекулярную массу соединения легко, выполнив следующие действия:

  1. Определите молекулярную формулу молекулы.
  2. Используйте таблицу Менделеева, чтобы определить атомную массу каждого элемента в молекуле.
  3. Умножьте атомную массу каждого элемента на количество атомов этого элемента в молекуле. Это число представлено нижним индексом рядом с символом элемента в молекулярной формуле.
  4. Сложите эти значения для каждого отдельного атома в молекуле.

Итого будет молекулярная масса соединения.

Пример расчета простой молекулярной массы

Например, чтобы найти молекулярную массу NH 3 , первым делом нужно найти атомные массы азота (N) и водорода (H).

H = 1,00794
N = 14,0067

Затем умножьте атомную массу каждого атома на количество атомов в соединении.Имеется один атом азота (для одного атома индекс не дается). Есть три атома водорода, как указано нижним индексом.

молекулярная масса = (1 x 14,0067) + (3 x 1,00794)
молекулярная масса = 14,0067 + 3,02382
молекулярная масса = 17,0305

Обратите внимание, что калькулятор выдаст ответ 17.03052, но полученный ответ содержит меньше значащих цифр, потому что в значениях атомной массы, используемых в вычислениях, есть шесть значащих цифр.

Пример расчета комплексной молекулярной массы

Вот более сложный пример: найдите молекулярную массу (молекулярную массу) Ca 3 (PO 4 ) 2 .

Из периодической таблицы атомные массы каждого элемента равны:

Ca = 40,078
P = 30,973761
O = 15,9994

Сложная часть - выяснить, сколько атомов каждого атома присутствует в соединении. Есть три атома кальция, два атома фосфора и восемь атомов кислорода. Как ты это получил? Если часть соединения заключена в круглые скобки, умножьте нижний индекс, следующий сразу за символом элемента, на нижний индекс, закрывающий круглые скобки.

молекулярная масса = (40.078 x 3) + (30,97361 x 2) + (15,9994 x 8)
молекулярная масса = 120,234 + 61,94722 + 127,9952 Молекулярная масса
= 310,17642 (из калькулятора)
молекулярная масса = 310,18

В окончательном ответе используется правильное количество значащих цифр. В данном случае это пять цифр (от атомной массы кальция).

Советы для успеха

  • Помните, что если после символа элемента не указан нижний индекс, это означает, что имеется один атом.
  • Нижний индекс применяется к следующему за ним символу атома.Умножьте индекс на атомный вес атома.
  • Сообщите свой ответ, используя правильное количество значащих цифр. Это будет наименьшее количество значащих цифр в значениях атомных масс. Следите за правилами округления и усечения, которые зависят от ситуации.
Расчет молекулярной массы

- Центр Гельфанда

  • Химическая формула воды - h3O, что означает, что эта молекула имеет 3 атома: 2 атома водорода (H) и 1 атом кислорода (O).Используя периодическую таблицу элементов, чтобы найти атомные веса, мы находим, что водород имеет атомный вес 1, а кислород - 16. Чтобы вычислить молекулярный вес одной молекулы воды, мы складываем вклады от каждого атома; то есть 2 (1) + 1 (16) = 18 грамм / моль.
  • Химическая формула мономера этилена - (Ch3-Ch3) -. Всего в нем 6 атомов: 2 атома углерода (C) и 4 атома водорода (H). Атомный вес углерода 12; а водород равен 1, поэтому один мер этилена имеет вес 2 (12) + 4 (1) = 28.Мы объединяем (реагируем) многие меры этилена вместе, образуя полиэтиленовую цепь. Одна тысяча мер, соединенных вместе, в сумме даст вес 28000 грамм / моль и будет иметь 6000 атомов.

моль - это стандартный химический метод определения количества присутствующего вещества. моль - это единица измерения количества вещества. Один моль «чего-то» содержит 6,022 x 1023 объекта. Например, на один моль химического соединения приходится 6.022 х 1023 молекул.

Рассчитаем молекулярную массу некоторых распространенных соединений. Используйте приведенную ниже таблицу, чтобы найти атомный вес каждого атома (элемента), или обратитесь к Периодической таблице элементов. Подсказка : Подсчитайте количество атомов каждого элемента, а затем умножьте это число на атомный вес элемента.

Элемент Атомный
Вес
H (водород) 1
C (углерод) 12
N (азот) 14
O (кислород) 16
Na (натрий) 23
Cl (хлор) 35

  1. Соль поваренная - NaCl
    Ответ: 23 (1) +35 (1) = 58
  2. Аммиак - Nh4
    Ответ: 1 (3) +14 (1) = 3 + 14 = 17
  3. Уксус (уксусная кислота) - Ch4COOH
    Ответ: 1 (4) +12 (2) +16 (2) = 4 + 24 + 32 = 60

Расчет эквивалентной массы - MEL Chemistry

[Депонировать фотографии]

Эквивалент вещества, также известный как эквивалентное количество вещества, относится к количеству вещества, которое взаимодействует с одним моль ионов водорода (в кислотно-щелочной реакции) или электронов (в окислительно-восстановительной реакции).Эквивалентные массы необходимы для правильного расчета химических реакций между веществами. Используя эквиваленты, мы можем получить правильное значение без длинных формул реакции, потому что нам нужно только знать, что химические вещества взаимодействуют, или что вещество является продуктом химической реакции.

[Депонировать фотографии]

Для начала давайте поговорим о том, что такое эквивалент вещества.Согласно классическому определению, эквивалент вещества - это условная или реальная частица, которая может быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных и кислотно-основных реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Любое вещество имеет несколько определяющих характеристик, и его эквивалентная масса, обозначенная как M экв, является одной из самых важных из всех. Молярную массу вещества легко определить: просто сложите молярные массы атомов в химической формуле вещества.

Молярная масса вещества - это лишь один из нескольких параметров, необходимых для правильного расчета эквивалентности.

Рекомендации по поиску эквивалента вещества

Формула для определения эквивалентной массы вещества зависит от класса рассматриваемого соединения. Для оксидов легко найти эквивалентную массу, например: разделите молярную массу соединения на валентность некислородного элемента, умноженную на количество его атомов.Давайте посмотрим на эквивалентную массу оксида золота (III) по формуле Au₂O₃.

[Депонировать фотографии]

Путем несложных вычислений получаем:

(197x2 + 16x3) / 3x2 = 73,7 г / моль.

Чтобы рассчитать эквивалентную массу основания, просто разделите молярную массу основания на количество гидроксильных групп. Возьмем, например, гидроксид кальция Ca (OH) ₂.Несколько простых вычислений дают эквивалент 37 г / моль.

Чтобы найти эквивалент кислоты, разделите молярную массу кислоты на количество протонов. Вот простой пример использования серной кислоты:

(1x2 + 32x1 + 16x4) / 2 = 49 г / моль.

[Депонировать фотографии]

Найти эквивалент соли также просто: умножьте количество атомов металла на их степень окисления, затем разделите его молярную массу на результат.Щелкните здесь, чтобы узнать о некоторых безопасных химических экспериментах, которые углубят этот вопрос.

Эксперименты по определению эквивалентной массы вещества

Этот эксперимент довольно интересен, и его можно использовать, чтобы продемонстрировать, как вычислить эквивалентную массу вещества. Но делать это нужно с особой осторожностью: перед проведением любого эксперимента обязательно ознакомьтесь с необходимой научной литературой и методиками проведения экспериментов.

Внимание! Не пытайтесь проводить этот эксперимент без профессионального надзора!

Вам понадобится:

    Пробирка
  • ;
  • Бюретка
  • ;
  • воронка;
  • пробок;
  • туб;
  • Калькулятор
  • ;
  • Периодическая таблица;
  • соляная кислота;
  • цинковых пластин;
  • барометр;
  • Термометр
  • ;
  • перчаток;
  • респиратор химический;
  • защитные очки.

Помните, что этот раствор нельзя приготовить дома. Соляная кислота опасна: при попадании на кожу вызывает сильные ожоги. При проведении эксперимента надевайте перчатки. Также используйте химический респиратор и защитные очки, так как пары соляной кислоты вредны для дыхательной системы и глаз.

[Депонировать фотографии]

Если кислота случайно коснется кожи, промойте пораженный участок проточной водой и используйте пищевую соду для нейтрализации кислоты.

Этот метод основан на измерении объема водорода, выделяемого в результате реакции между металлом и кислотой. Эквивалент цинка определяется с помощью бюретки, соединенной трубкой с воронкой и пробиркой. Аппарат функционирует как система сообщающихся сосудов.

Заполните бюретку водой. С помощью пипетки налейте на дно пробирки несколько миллилитров соляной кислоты. Наклоните пробирку и вставьте кусочек цинка, следя за тем, чтобы он не касался кислоты.Отрегулируйте высоту воронки, чтобы довести уровень воды в бюретке до «0». Закройте пробирку пробиркой и выбейте цинк в кислоту. Вы увидите заметное выделение газообразного водорода, который вытеснит часть воды из бюретки. Обратите внимание на разницу начального и конечного уровней воды в бюретке, чтобы измерить, сколько газа было выпущено. Принимая во внимание температуру в лаборатории, атмосферное давление и давление водяного пара в бюретке, вы можете вычислить эквивалентную массу металла по правильной формуле с достаточной точностью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *