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.
Алгоритм определения массовых соотношений
элементов в соединении
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ |
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ДЕЙСТВИЙ |
1.Прочитайте текст задачи. |
Определить массовые соотношения |
2.Запишите |
2.Дано: Fe2O3
|
3.Найдите |
3.Решение: Mr(Fe2O3) = 2Ar(Fe) + |
4.Вычислите |
4.→ 28 : 12 → |
5.Запишите |
Ответ: В |
Алгоритм определения молекулярной формулы
вещества по массовым соотношениям элементов
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ |
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ДЕЙСТВИЙ |
1.Прочитайте текст задачи. |
Химическое соединение содержит по |
2.Запишите |
2.Дано: (Na) = 17,56% (Cr) = 39,69% (O) = 42,75%
NaxCryOz= ? |
3.Запишите |
3.Решение: Ar(Na) = 23 Ar(Cr) = 52 Ar(O) = 16 |
4.Составьте |
4.
x : y : z= 0,763 |
5. |
x : y : z= 2·1 : |
6.Запишите |
Ответ: Простейшая |
Нахождение молекулярной массы вещества.
1.
Найти молярную массу сульфата алюминия. Указать относительную молекулярную
массу вещества.
Дано:
АІ2(SО4)3
Найти:
М[АІ2(SО4)3] -? Мr[АІ2(SО4)3] -?
Решение:
М[АІ2(SО4)3]
= А(АІ) · n(АІ) + А(S) · n(S) + А(О) · n(О)
М[АІ2(SО4)3]
= 27 · 2 + (32 + 16 · 4) · 2 = 54 + 96 · 3 =
=
54 + 288 = 342 г/моль
Мr[АІ2(SО4)3]
= Аr(АІ) · n(АІ) + Аr(S) · n(S) + Аr(О) · n(О)
Мr[АІ2(SО4)3]
= 27 · 2 + (32 + 16 · 4) · 2 = 54 + 96 · 3 =
=
54 + 288 = 342 .
Ответ:
М[АІ2(SО4)3] = 342 г/моль; Мr[АІ2(SО4)3] = 342.
В химии массовое соотношение, часто называемое «процентным составом по массе», – это доля конкретной молекулы, которая состоит из составляющих элементов каждой молекулы. Например, вода состоит из 11, 1 процента водорода (Н) и 88, 9 процента кислорода (О), что означает, что 1000-граммовый образец воды (равный 1 литру по объему) состоит из 111 г Н (0, 111 × 1000 = 111) и 889 г О (0, 889 × 1000).
Этот принцип порождает закон постоянного состава, выдвинутый Джозефом Прустом в 1800 году: данное соединение всегда имеет одинаковую пропорцию по массе составляющих его элементов. Например, вода всегда имеет ровно 8 грамм кислорода на каждый грамм водорода. Углекислый газ всегда содержит 2, 67 г кислорода на каждый грамм углерода.
Вычислить массовые отношения достаточно просто, если у вас есть доступ к периодической таблице (см. Ресурсы) и средства для выполнения базовой алгебры.
Допустим, вы хотите рассчитать массовое соотношение серной кислоты H 2 SO 4.
-
Определить молярную массу каждого присутствующего элемента
H 2 SO 4 содержит водород (H), серу (S) и кислород (S). Из таблицы Менделеева вы можете видеть, что молярные массы этих элементов:
H = 1, 00
S = 32, 06
O = 16, 00
Шаг 2: Определите массу каждого отдельного присутствующего элемента
На этом этапе вы умножаете количество атомов в одной молекуле соединения на молярную массу, собранную на шаге 1. Количество атомов – это просто нижний индекс после аббревиатуры элемента в молекулярной формуле с пропуском нижнего индекса, означающего “1.”
Есть два атома Н, один атом S и четыре атома О, поэтому у вас есть:
H = (2) (1, 00) = 2 г
S = (1) (32, 06 г) = 32, 06 г
O = (4) (16, 00 г) = 64 г
Шаг 3: Определить молярную массу соединения.
Сложите цифры, которые вы рассчитали на шаге 2:
2 + 32, 06 + 64 = 98, 06 г
Шаг 4: разделите массу каждого присутствующего элемента на молярную массу
Это означает разделение отдельных масс из шага 2 по результату шага 3.
Для Н, у вас есть 2 ÷ 98, 06 = 0, 0204 = 2, 04 процента водорода
Для S у вас есть 32, 06 ÷ 98, 06 = 0, 3269 = 32, 69% серы
Для O, у вас есть 64 ÷ 98, 06 = 0, 6527 = 65, 27 процента кислорода
Чаевые
Чтобы проверить свою работу, убедитесь, что ваши проценты в сумме равны 100, учитывая незначительные различия в результате округления:
2, 04 + 32, 69 + 65, 27 = 100, 0
С
XIX
века химия перестала быть описательной наукой. Учёные широко стали использовать
методы измерения различных параметров веществ.
Массовая
доля элемента – это отношение массы этого элемента в
сложном веществе к массе всего вещества, выраженное в долях единицы (или в
процентах).
Массовая
доля элемента в веществе обозначается латинской буквой ω (дубль-вэ) и показывает
долю (часть массы), приходящуюся на данный элемент в общей массе вещества.
Массовая доля элемента в веществе выражается в долях единицы или в процентах.
Часть от целого всегда меньше целого, как долька апельсина меньше всего
апельсина.
Например,
в состав оксида ртути HgO входит два элемента –
ртуть и кислород. При нагревании этого вещества массой 50 г получается 46,3 г
ртути и 3,7 г кислорода. Рассчитаем массовую долю ртути в сложном веществе:
Рассчитаем
массовую долю кислорода в веществе. Для этого массу кислорода разделим на массу
смеси. Подставим значения масс веществ. Получаем:
Учитывая,
что сумма массовых долей элемента в веществе равна единице, или 100 %, массовую
долю кислорода можно найти по разности:
Для
того, чтобы найти массовую долю элемента в веществе, нужно относительную
атомную массу этого элемента умножить на число атомов данного химического
элемента в веществе и разделить на относительную молекулярную массу вещества.
Определим
массовую долю кислорода в серной кислоте. Для этого найдём относительную
молекулярную массу серной кислоты. Необходимо значения все относительных
атомных масс элементов сложить.
Mr
(H2SO4)
= Ar
(H)
· 2 + Ar
(S)
+ Ar
(O)
· 4 = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98
Найдём массовую долю кислорода. Для
этого нужно относительную атомную массу кислорода умножить на 4 и разделить на
относительную молекулярную массу всего вещества. Получается 0,653, или 65,3 %.
Рассчитаем
массовые доли элементов в метане, формула которого CH4.
Для этого определим относительную молекулярную массу метана. Подставим значения
относительных атомных масс и получим 16.
Mr (CH4) = Ar (C) +
Ar (H) · 4 = 12 + 1 · 4 = 16
Затем
найдём массовую долю углерода в метане. Для этого 12 умножим на 1 и разделим на
16. В результате образуется 0,75, или 75 %.
Для
того, чтобы найти массовую долю водорода в метане, следует от 1 вычесть
массовую долю углерода. Получается 0,25, или 25 %.
Пирит,
или золотая обманка, имеет ярко-жёлтый золотистый цвет, похож на золото,
поэтому и получил название «золото дураков». Испанские завоеватели грабили
индейцев ради изделий из пирита и увозили их домой в Европу. Пирит путали с
золотом и во время золотой лихорадки на Аляске. Это хорошо описано в книге
Джека Лондона. Минерал пирит, состоящий из 46,6 % железа и 53,4 % серы, внешним
видом очень напоминает золото. Вычислим химическую формулу пирита.
Обозначим
формулу пирита FexSy. Затем найдём
соотношение индексов x
и y.
Для этого значения массовых долей разделим на относительные атомные массы
элементов. Подставим значения и получим соотношение 0,0083 :
0,0167.
Приведём
соотношения индексов к целым числам. Для этого нужно каждое значение разделить
на меньшее число в соотношении. Получим 1 : 2. Значит,
формула пирита FeS2.
1. Вычислите относительную молекулярную массу сульфата меди CuSO4.
2. Вычислите массовые отношения элементов в угольной кислоте, химическая формула которой H2CO3.
3. Вычислите массовые доли элементов в процентах по формулам соединений: а) CuSO4 – сульфат меди; б) Fe2O3 – оксид железа; в) HNO3 – азотная кислота.
4. Во сколько раз массовая доля химического элемента серы в оксиде серы SO3 меньше, чем в оксиде серы SO2?
5. Водород соединяется с серой в массовых отношениях 1 : 16. Используя данные об относительных атомных массах этих элементов, выведите химическую формулу сероводорода.
6. Применяя сведения об относительных атомных массах химических элементов, составьте химическую формулу сульфата меди, если массовые отношения в нем меди, серы и кислорода соответственно равны 2 : 1 : 2.
7. Выведите простейшую формулу соединения, в котором массовая доля натрия равна 32,4%, серы – 22,5%, кислорода – 45,1%.
8. Смешали 14 г порошкообразного железа с 14 г порошкообразной серы. Смесь нагрели. Найдите массу сульфида железа, если известно, что Fe и S в данном случае соединяются в массовых отношениях 7 : 4.
Тестовые задания.
Основные тезисы параграфа:
Относительная молекулярная масса соединения равна сумме относительных атомных масс элементов, образующих соединение, с учётом числа атомов.
Массовая доля химического элемента (w) в сложном веществе показывает, какая доля от всей массы сложного вещества приходится на массу этого элемента.
Массовая доля элемента в соединении равна отношению его массы в данном веществе к относительной молекулярной массе этого вещества.