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.
Массовое соотношение элементов в молекуле показывает минимальное соотношение масс в
молекуле. Для нахождения этого соотношения нужно найти массу каждого элемента
(относительную атомную массу умножить на индекс) и максимально сократить. Например: CuSO4
Cu:S:О=64:32:(16х4)=64:32:64=2:1:2
Н3РО4
Н:Р:О=(1х3):31:(16х4)=3:31:64
Массовая доля элемента
в молекуле показывает, сколько процентов в общей массе молекулы приходится на каждый
элемент. Это чисто математическая задача. Общая масса молекулы принимается за
100%. По значениям массовых долей можно судить о том, какого элемента по массе
больше в соединении. Эти значения можно использовать для вывода
молекулярной формулы вещества.
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.
In chemistry, mass ratio, often called “percent composition by mass,” is the proportion of a particular molecule that consists of each that molecule’s constituent elements. For example, water consists of 11.1 percent hydrogen (H) and 88.9 percent oxygen (O), meaning that a 1,000-gram sample of water (equal to 1 liter in volume) consists of 111 g of H (0.111 × 1,000 = 111) and 889 g of O (0.889 × 1,000).
This principle gives rise to the Law of Constant Composition, put forth by Joseph Proust in 1800: A given compound always has the same proportion by mass of its constituent elements. For instance, water always has exactly 8 grams of oxygen for every gram of hydrogen. Carbon dioxide always has 2.67 g of oxygen for every gram of carbon.
Calculating mass ratios is easy enough if you have access to a periodic table (see Resources) and the means to do basic algebra.
Say you want to calculate the mass ratio of sulfuric acid, H2SO4.
H2SO4 contains hydrogen (H), sulfur (S) and oxygen (S). From the periodic table, you can see that the molar masses of these elements are:
H = 1.00
S = 32.06
O = 16.00
Step 2: Determine the Mass of Each Individual Element Present
In this step, you multiply the number of atoms in one molecule of the compound by the molar masses you collected in Step 1. The number of atoms is simply the subscript after the element’s abbreviation in the molecular formula, with the omission of a subscript signifying “1.”
There are two H atoms present, one S atom and four O atoms, so you have:
H = (2)(1.00) = 2 g
S = (1)(32.06 g) = 32.06 g
O = (4)(16.00 g) = 64 g
Step 3: Determine the Molar Mass of the Compound
Add together the figures you calculated in Step 2:
2 + 32.06 + 64 = 98.06 g
Step 4: Divide the Mass of Each Element Present by the Molar Mass
This means dividing the individual masses from Step 2 by the result of Step 3.
For H, you have 2 ÷ 98.06 = 0.0204 = 2.04 percent hydrogen
For S, you have 32.06 ÷ 98.06 = 0.3269 = 32.69 percent sulfur
For O, you have 64 ÷ 98.06 = 0.6527 = 65.27 percent oxygen
Tip
To check your work, make sure your percentages sum to 100, allowing for tiny differences owing to rounding:
2.04 + 32.69 + 65.27 = 100.0
