найди число атомов каждого элемента в молекуле оксида углерода, если массовая доля углерода в нём равна (42,86) %, а массовая доля кислорода — (57,14) %.
1. Примем массу оксида равной (100) г. Масса углерода в такой порции равна (42,86) г, а масса кислорода — (57,14) г.
2. Находим относительные атомные массы элементов в Периодической таблице:
3. Обозначаем число атомов углерода как (x), а число атомов кислорода — (y), и записываем отношение масс:
.
4. Получаем выражение:
5. Находим отношение (x : y):
.
В молекуле оксида углерода на (1) атом углерода приходится (1) атом кислорода.
Чтобы узнать число атомов в молекуле, достаточно знать молекулярную формулу вещества. После чего мы суммируем число всех атомов в молекуле. Число атомов конкретного химического элемента в веществе мы узнаем по нижнему индексу.
Среди простых веществ, в природе молекулы встречаются не так часто. Среди них: водород H2, азот N2, кислород O2, озон O3, йод I2. За исключением озона все эти молекулы содержат по 2 атома.
Примеры
Определить количество атомов в молекуле воды H2O.
Молекула воды содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Значит всего в молекуле содержится 3 атома.
Определить количество атомов в молекуле этана C2H6.
Молекула содержит 2 атома углерода и 6 атомов водорода. Всего в молекуле содержится 2 + 6 = 8 атомов.
Определить количество атомов в молекуле оксида азота (V) N2O5.
Молекула содержит 2 атома азота и 5 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 2 + 5 = 7 атомов.
Определить количество атомов в молекуле пищевой соды NaHCO3.
Молекула содержит 1 атом натрия, 1 атом водорода и 3 атома кислорода. Всего в молекуле содержится 1 + 1 + 3 = 5 атомов.
Определить число атомов в молекуле глюкозы C6H12O6.
Молекула содержит 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 6 + 12 + 6 = 24 атома.
Определить число атомов в молекуле аспаргина (одна из аминокислот) C4H8O3N2.
Как видим, молекула аспаргина содержит 4 атома углерода, 8 атомов водорода, 3 атома кислорода и 2 атома азота. Всего молекула содержит 4 + 8 + 3 + 2 = 17 атомов.
Как видим, рассчитать общее число атомов в молекуле не такая уж и сложная задача.
Мольные доли вещества и количество атомов
| Формула химического вещества(Добавьте ! если используете для школьных расчетов) |
| Масса указанного вещества в граммах |
| Заданная формула |
| Количество вещества в указанной массе |
| Мольные доли (сумма равна единице) |
| В одном моль вещества находятся(поэлементно) |
| Количество атомов в веществе(поэлементно) |
| Масса каждого из элемента в указанном веществе |
Мольная доля химического элемента в веществе помогает узнать, сколько моль содержится в том или ином веществе.
Просьба не путать это с массовой долей химического вещества. Это совершенно разные сущности.
Покажем, как вычисляется мольная доля на примере аммоний азотнокислого.
В одном 1 моль вещества содержится
Кислорода 3 моль ( 
)
Азота 2 моль
Водорода 4 моль ( 
)
Соответственно мольные доли равны
Кислорода 3/(3+2+4)=0.33333
Азота 2/(3+2+4)=0.22222
Водорода 4/(3+2+4)=0.4444444
В 1 моль любого химического вещества содержится постоянное количество атомов/молекул равное 
Таким образом
Количество атомов кислорода 
Количество атомов азота 
Количество атомов водорода 
У некоторых читателей может возникнуть недопонимание, как так в 1 моль вещества находится 2 моль азота + 4 моль водорода+3 моль кислорода.
Да и с количеством атомов, тоже получается путаница.
Объясняем на примере воды…
В одном моль воды 
находится молекул(!) воды(!). В одной молекуле воды содержится 2 атома водорода и один атом кислорода.Следовательно один моль воды состоит из 2 моль водорода и одного моль кислорода, которые в свою очередь содержат соответственно атомов(!!) водорода и атомов кислорода.
Калькулятор который представлен на сайте, может решать следующие задачи
– Расчет мольных долей химических элементов, входящих в формулу
– Расчет количества каждого из химического элемента
– Число атомов химического элемента в 1 моль заданного вещества
– При вводе массы вещества, расчет количества этого вещества (в моль)
Рассмотрим несколько примеров.
1. Чему равна мольная доля кислорода в нитрат калия?
Пишем формулу. Получаем результат
| Заданная формула |
 |
| Количество вещества в указанной массе |
|
0.9700333916236084 моль |
| Мольные доли (сумма равна единице) |
|
N=0.2 |
Ответ 0.6
2. Сколько атомов серы и кислорода находится в 10 граммах серной кислоты?
Формула серной кислоты 
. Пишем формулу и массу, в поле ввода получаем результат
| Количество атомов в веществе(поэлементно) |
|
H=1.2276509409067566*10^²³ |
3. Сколько молей азота и водорода находится в 5 моль аммония сульфат?
Пишем формулу и смотрим
| Заданная формула |
2SO_{4}}$) |
| Количество вещества в указанной массе |
|
0.07568045049847685 моль |
| Мольные доли (сумма равна единице) |
|
H=0.53333333333333 |
| В одном моль вещества находятся(поэлементно) |
|
H=8 моль |
В одном моль вещества находится 2 моль азота и 8 моль водорода. Значит в 5 моль вещества будет…
2*5 моль азота =10 и 8*5 моль водорода=40. Это наш ответ.
4. Рассчитать количество вещества 20 грамм оксида железа и массу железа в этом веществе.
Пишем формулу и массу. Получаем
| Заданная формула |
 |
| Количество вещества в указанной массе |
|
0.27837163727062175 моль |
| Мольные доли (сумма равна единице) |
|
Fe=0.5 |
| В одном моль вещества находятся(поэлементно) |
|
Fe=1 моль |
| Количество атомов в веществе(поэлементно) |
|
Fe=1.6757972563691428*10^²³ |
| Масса каждого из элемента в указанном веществе |
|
Fe=15.546220826 грамм |
Наш ответ: количество вещества 0.27837163727062175 моль
масса железа в 20 граммах оксида железа Fe=15.546220826 грамм
И последняя 5 задача
5.Сколько молекул вещества в 100 граммах Na2SO4?
Вводим формулу, вводим массу и думаем.
В этой задаче не надо складывать количество атомов каждого из химического элемента, входящих в формулу. Этот ответ будет неправильный.
Нам надо узнать количество молекул(!) вещества. Поэтому просто узнаем количество моль этого вещества и умножаем на постоянную Авогадро (6.02*10^²³ )
 |
| Количество вещества в указанной массе |
|
0.704225352112676 моль |
поэтому число молекул в ста граммах равно 6.02*0.704*10^²³=4.24*10^²³
Удачных расчетов!
Наш ответ: количество вещества 0.27837163727062175 моль
масса железа в 20 граммах оксида железа Fe=15.546220826 грамм
И последняя 5 задача
5.Сколько молекул вещества в 100 граммах Na2SO4?
Вводим формулу, вводим массу и думаем.
В этой задаче не надо складывать количество атомов каждого из химического элемента, входящих в формулу. Этот ответ будет неправильный.
Нам надо узнать количество молекул(!) вещества. Поэтому просто узнаем количество моль этого вещества и умножаем на постоянную Авогадро (6.02 *10^²³ )
поэтому число молекул в ста граммах равно 6.02*0.704*10 ^²³=4.24*10 ^²³
Коэффициенты и индексы в химических уравнениях
По коэффициенту можно узнать, сколько всего молекул или атомов принимают участие в реакции. Индекс показывает, сколько атомов входит в молекулу. Уравнением реакции называется запись химического процесса с помощью химических формул и математических знаков.
В такой науке, как химия, такая запись называется схемой реакции. Если возникает знак «=», то называется «уравнение». Давайте расставлять коэффициенты. В Са одна частица, так как коэффициент не стоит. Индекс здесь тоже не написан, значит, единица. Справа уравнения Са тоже один. По Са нам не надо работать. Смотрим следующий элемент. Это кислород.
Индекс говорит о том, что здесь две частицы кислорода, а справа без индексов. То есть слева 2 молекулы, а с правой одна молекула. Что делаем? Никаких дополнительных индексов или исправлений в химическую формулу вносить нельзя, так как она написана правильно.
Коэффициенты
Коэффициенты – это то, что написано перед молекулами. Они уже имеют право меняться. Для удобства саму формулу не переписываем. Справа 1 умножаем на 2, чтобы получить и там 2 частицы кислорода.
После того как мы поставили коэффициент, получилось две частицы кальция. Слева же только одна. Значит, теперь перед кальцием мы должны поставить 2.
Теперь проверяем итог. Если количество молекул элементов равно с обеих сторон, то можем поставить знак «равно».
Следующий пример.
2 водорода слева, и после стрелочки у нас тоже 2 водорода. Смотрим дальше. Два кислорода до стрелочки, а после стрелочки индексов нет, значит, 1 атом. Слева больше, а справа меньше. Выходим из положения и ставим коэффициент 2 перед водой.
Умножили всю формулу на 2, и теперь у нас изменилось количество водорода. Умножаем индекс на коэффициент, и получается 4. А с левой стороны осталось две частицы водорода. Вот чтобы получить 4, мы должны водород умножить на 2.
Проверяем. Если везде одинаково, то ставим «равно».
Последний пример в элементарных реакциях.
Вот как раз случай, когда элемент в одной и в другой формуле с одной стороны до стрелочки. 1 атом серы слева и один — справа. Два атома кислорода да еще плюс два кислорода.
- с левой стороны 4 кислорода;
- с правой же стороны находится 3 кислорода;
То есть с одной стороны получается четное число атомов, а с другой — нечетное. Если же мы умножим нечетное в два раза, то получим четное число. Доводим сначала до четного значения. То есть сначала умножаем на 2 всю формулу после стрелочки. После умножения получаем 6 атомов кислорода, да еще и два атома серы. С левой же стороны имеем 1 атом серы. Уравниваем теперь серу. Ставим с левой стороны уравнения перед серой 2.
Реакция нейтрализации
Второй пример более сложный, так как здесь больше элементов вещества.
Эта реакция называется реакцией нейтрализации. Что здесь надо уравнивать в первую очередь?
- с левой стороны 1 атом натрия;
- с правой же стороны индекс говорит о том, что здесь два атома натрия;
Напрашивается вывод, что надо умножить всю формулу на два.
Теперь дальше смотрим, сколько есть серы. С левой и правой стороны по 1 атому серы. Дальше смотрим на кислород. С левой стороны мы имеем 6 атомов кислорода. С другой стороны – 5. Меньше справа, больше слева. Нечетное количество надо довести до четного значения. Для этого формулу воды умножаем на 2, то есть из одного атома кислорода делаем два.
Теперь с правой стороны уже 6 атомов кислорода. С левой стороны тоже 6. Кислород уравнен. Проверяем водород. Два водорода и еще два водорода будет 4 водорода с левой стороны. Смотрим с другой стороны. Здесь также 4 водорода. Все элементы уравнены. Ставим знак «равно».
Следующий пример:
Он интересен тем, что появились скобки. Скобки говорят о том, что если множитель стоит за скобкой, то каждый элемент, стоящий в скобках, умножается на этот множитель. Здесь надо начать с азота, так как его меньше, чем кислорода и водорода. Слева азот 1, а справа, с учетом скобок, его два.
Справа же 2 атома водорода, а нужно 4. Мы просто выходим из положения и умножаем воду на 2, в результате чего получили 4 водорода. Отлично, водород уравняли. Если все элементы не уравнены, нельзя сказать что-то однозначно. Остался не уравненным кислород. До реакции присутствует 8 атомов кислорода, после – тоже 8.
Отлично, все элементы уравнены, можем ставить «равно».
Смотрим барий. Барий уравнен, его трогать не нужно. До реакции присутствуют два хлора, после — всего 1. Что же нужно сделать? Поставить 2 перед хлором после реакции.
Теперь за счет коэффициента, который только что поставили, после реакции два натрия, до реакции его тоже 2. Отлично, все остальное уравнено.
Видео
Из этого видео вы узнаете, как правильно расставлять коэффициенты в химических уравнениях.
источники:
http://abakbot.ru/online-8/440-mol
http://liveposts.ru/articles/education-articles/himiya/koeffitsienty-i-indeksy-v-himicheskih-uravneniyah
| Количество вещества в указанной массе |
При взаимодействии основных оксидов с водой получаются основания. А вот при взаимодействии с водой кислотных оксидов получаются кислоты.
Кислоты – это большой класс химических соединений, в которых есть атом водорода и так называемый кислотный остаток.
Правильно определять кислотные остатки и понимать, как определяется их валентность, просто необходимо, иначе будет сложно составлять формулы солей. Ниже мы поговорим о классификации кислот и узнаём побольше о кислотных остатках.
Классификация кислот
Делить кислоты на группы можно по разным признакам, но нас сейчас будут интересовать два: содержание кислорода и основность.
Классификация кислот по содержанию кислорода
Тут всё просто: в составе некоторых кислот кислород есть (и они называются кислородсодержащими), в составе других кислорода нет (и эти кислоты называют бескислородными).
Примеры кислородсодержащих кислот: серная Н2SO4, фосфорная H3PO4, азотная HNO3.
Примеры бескислородных кислот: сероводородная H2S, соляная HCl, плавиковая HF.
Классификация кислот по основности
Тут мы должны остановиться более подробно.
Основность определяется числом атомов водорода в составе кислоты.
Для того, чтобы узнать основность, нужно взглянуть на формулу. Например, соляная кислота HCl одноосновная, потому что здесь только один атом водорода, сернистая кислота H2SO3 – двухосновная (здесь два атома водорода), а фосфорная H3PO4 – трёхосновная (в формуле три атома водорода). Запомните, как определять основность, тогда вам будет значительно проще составлять формулы солей при составлении химических уравнений.
Теперь давайте уделим внимание второй составной части кислоты – кислотному остатку.
Кислотный остаток – это то, что останется от кислоты, если убрать водород.
То есть, в азотной кислоте HNO3 кислотный остаток -NO3, в сероводородной Н2S кислотный остаток -S, в фосфорной кислоте H3PO4 кислотный остаток – PO4. Обратите внимание, что в кислородсодержащей кислоте остаток кислород содержит, а в бескислородной не содержит.
Валентность кислотного остатка
Говорить о валентности кислотного остатка не совсем корректно, поскольку валентность – это способность атомов образовывать химические связи. Если же речь идёт о кислотном остатке кислородсодержащей кислоты, то у нас имеется группа атомов (например, кислотный остаток –NO3). Но мы всё равно будем говорить о валентности, чтобы проще было составлять формулы.
Итак,
валентность кислотного остатка определяется числом атомов водорода.
Фактически валентность равна основности. Например, у двухосновной серной кислоты H2SO4 есть кислотный остаток –SO4, валентность которого II. И для чего же нам нужно это знание? Давайте рассмотрим примеры.
Пример 1.
Составьте формулу сульфида натрия.
Натрий – металл первой группы с валентностью I. Сульфид – соль сероводородной кислоты H2S. Когда образуется соль (в данной ситуации сульфид натрия), металл замещает водород в кислоте, то есть соль состоит из металла и кислотного остатка. Тогда в сульфиде натрия будут натрий и сера. Сероводородная кислота – двухосновная, поскольку в ней два атома водорода. Следовательно, у кислотного остатка –S валентность II. Составляем формулу, используя знания о валентности:
Ответ: формула сульфида натрия H2S.
Пример 2.
Составьте формулу сульфита калия.
Этот пример посложнее: в нём фигурирует кислородсодержащая двухосновная сернистая кислота H2SO3. Из формулы видно, что валентность кислотного остатка –SO3 будет II. Калий же – металл первой группы, его валентность I. Составляем формулу:
Ответ: формула сульфита калия К2SO3.
Пример 3.
Составьте формулу нитрата кальция.
Итак, нитрат – соль азотной кислоты HNO3. Это одноосновная кислота, поэтому кислотный остаток -NO3 имеет валентность I. Кальций – металл второй группы с валентностью II. Составляем формулу:
Ответ: формула нитрата кальция Ca(NO3)2.
Обратите внимание на очень важный момент! Мы взяли кислотный остаток NO3 в скобки и внизу поставили индекс 2. Это показывает, что в формуле два кислотных остатка! Не забывайте ставить скобки, иначе это будет ошибкой. Фактически в соединении Ca(NO3)2 один атом кальция, два атома азота и шесть атомов кислорода (если раскрыть скобки), но написание CaN2O6 ничего не показывает, а вот из формулы Ca(NO3)2 сразу видно, что у нас имеется атом кальция и два кислотных остатка азотной кислоты.
Пример 4.
В заключение самый сложный пример от репетитора по химии. Нужно составить формулу фосфата магния.
Магний – металл второй группы, его валентность II. Фосфат – соль фосфорной кислоты H3PO4. Здесь кислотный остаток PO4 и его валентность III. Составляем формулу:
Формула выглядит громоздко, но она всё предельно точно рассказывает о составе вещества: в фосфате магния имеется три атома магния и два кислотных остатка фосфорной кислоты.
Ответ: формула фосфата магния Мg3(PO4)2.
Кстати, кислоты реагируют с металлами, но не всеми. Об этом читайте в тексте «Химические свойства кислот».
Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.
