Как найти плотность по формуле химия

Что такое плотность? Определение
Плотность – это мера того, сколько “материала” находится в заданном объеме пространства. Например, блок более тяжелого элемента свинца (Pb) будет плотнее, чем более мягкий и легкий элемент золота (Au). Блок из пенополистирола менее плотный, чем кирпич. Она определяется как масса на единицу объема.

Вы можете думать об этом, как о том, насколько плотно или свободно упаковано вещество, или насколько оно компактно. Твердые вещества, как правило, плотнее жидкостей, а жидкости плотнее газов, но есть много исключений.

Является ли плотность физическим свойством?
Это физическое свойство, определяемое превышением массы над объемом. Физические свойства можно наблюдать без изменения химического состава вещества. Другие физические свойства включают температуру плавления и температуру кипения. Каждое вещество, элемент и соединение имеют уникальную плотность, связанную с ним.

Единицы измерения плотности
Давайте обсудим “обычные” единицы плотности и “официальные” единицы. Все единицы измерения указаны в некоторых для веса на объем. Наиболее распространенной единицей измерения плотности является грамм на кубический сантиметр, или г / см3. Например, плотность воды составляет один грамм на кубический сантиметр, а свинца – 3,42 г / см3. Официальными единицами измерения плотности, известными как единицы СИ (Международная система единиц), являются килограмм на кубический метр (кг / см3). Другими эквивалентами являются граммы на миллилитр, г / мЛ и килограммы на литр, кг / л.

Что такое плотность?
Пенополистирол менее плотный примерно на 1 г / см3. Он обычно используется в качестве легкого материала для защиты упаковок во время транспортировки. Кирпич примерно в два раза больше пенополистирола при 2 г / см3. Он достаточно вынослив, чтобы противостоять стихиям в качестве строительного материала.

Формула плотности вещества р = m/V р — плотность вещества [кг/м 3] m — масса вещества [кг] V — объем вещества [м 3].

Как рассчитать плотность
Чтобы рассчитать это свойство, мы помним, что оно определяется как масса на объем. Масса обычно обозначается буквой “m”, объем – буквой “V”, а плотность – буквой “ρ” или прописной буквой “D.” Общая формула выглядит следующим образом:

Формула / уравнение плотности

Измерение Переменная
Плотность  ρ
D
Масса        m
Объем       V

Переменные в уравнении
Если вы знаете массу и плотность вещества, вы можете рассчитать объем. Если вы знаете, что плотность и объем, вы можете рассчитать массу. И последнее, но не менее важное: если вы знаете массу и объем, вы можете рассчитать плотность.

Практика
Вот несколько примеров расчетов, основанных на некоторых важных элементах и молекулах.

Рассчитайте плотность ртути (Hg), если ее масса составляет 28 г, а объем – 2 см3.

Если квадратный кусок железа (Fe) с длиной стороны 2 см весит 64 г. Насколько плотным является железо?

Вода примерно равна d = 1 г / мЛ, сколько весит 5 мл воды в граммах?

Решения:
Для ртути d =14 г/см3. Чтобы получить это значение, 28 г делят на 2 см3.
Для железа d=8 г / см3. Мы уже знаем вес (64 г). Объем составляет 2 см x 2 см x 2 см, потому что в вопросе говорится, что кусок представляет собой квадрат. Таким образом, объем составляет 8 см3. Тогда 64 г / 8 см3 приводит нас к ответу 8 г / см3.
5 мл воды весит 5 г. Чтобы получить этот ответ, мы умножаем 1 г / мЛ на интересующий нас объем (5 мл).

Плотность – Интересные факты
Самым плотным элементом является осмий.
Наименее плотным элементом (или любым газом) является водород.
Одним из самых плотных известных нам астрономических объектов является черная дыра.

Золото и вольфрам, оба с плотностью 19,3 грамма на кубический сантиметр, являются самыми плотными из всех легкодоступных материалов. Маленький вольфрамовый кубик невероятно тяжелый.

Наименее плотным твердым веществом в мире является графеновый аэрогель с плотностью 0,16 мг / см3, разработанный в лаборатории полимерной науки и техники в Китае.

Ртуть – это жидкий металл, который плотнее большинства твердых веществ.
Самый плотный газ, гексафторид вольфрама, все еще примерно в 45 раз плотнее, чем одна из наименее плотных жидкостей, изопентан.

Предмет утонет в воде только в том случае, если он более плотный, чем вода. Попробуйте найти предмет домашнего обихода плотнее воды – это сложнее, чем вы думаете!

Как найти плотность по химии

Плотность – это один из важнейших параметров физического тела. Согласно определению, плотность – это скалярная величина, которая измеряется для однородных тел в виде отношения массы тела к его объему. Существует несколько способов узнать значение данного параметра.

Вам понадобится

• – весы;
• – мерный стакан;
• – таблица объемов.

Инструкция

Исходя из определения, для того, чтобы узнать плотность, вам необходимо выяснить массу и объем тела. Это правило справедливо для твердых и жидких веществ. Поставьте тело на весы, и вы увидите необходимый вам количественный показатель. Переведите полученное значение в килограммы, которые являются основной единицей в системе измерений. Если вы узнаете массу жидкого вещества, то прежде чем залить его в колбу и взвесить, узнайте массу самой колбы. Вам нужно будет отнять ее от полученного результата.

Если тело, плотность которого вы хотите найти, представляет собой правильную геометрическую фигуру, работать вам будет значительно проще. Для того чтобы найти объем правильной фигуры, можно воспользоваться таблицей объемов, найти формулу и вычислить по ней результат. Если же фигура неправильная, возьмите мерный стакан и наполните его водой (не полностью). Запишите, на какой отметке находится вода. Затем опустите исследуемое тело в воду и отметьте цифру, на которой находится вода теперь. Разница между вторым и первым значением и будет являться необходимым вам объемом. Объем жидкости также можно измерять с помощью того же мерного стаканчика.

Вам остается лишь подставить полученные данные в формулу ρ = m/V, где m – это масса, а V – объем вещества.

Плотность газов находится по-другому. Для этого вам потребуется знать молярную массу газа и его нормальный объем. Если, согласно условию задачи, действия происходят при нормальных условиях (температура 0 градусов и давление 760 мм.рт.ст.), то нормальный объем будет равен 22,4 л/моль. Молярная масса – это масса одного моля вещества. Формула нахождения плотности газа будет ρ = М/V норм.

Если температура или давление отличаются от нормального, то для выяснения плотности газа вам придется воспользоваться формулой Клапейрона-Менделеева и найти объем газа: ρ* V = m/М * R*T, где ρ – это давление, V – необходимый вам объем, m – масса газа, М – молярная масса, Т – температура в Кельвинах, а R – универсальная газовая постоянная, которая равна 8,3 Дж/моль*К.

Источники:

• формула как найти плотность

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

В этой статье мы коснемся нескольких краеугольных понятий в химии, без которых совершенно невозможно
решение задач. Старайтесь понять смысл физических величин, чтобы усвоить эту тему.

Я постараюсь приводить как можно больше примеров по ходу этой статьи, в ходе изучения вы увидите множество примеров
по данной теме.

Относительная атомная масса – A_r

Представляет собой массу атома, выраженную в атомных единицах массы. Относительные атомные массы указаны в периодической
таблице Д.И. Менделеева. Так, один атом водорода имеет атомную массу = 1, кислород = 16, кальций = 40.

Относительная молекулярная масса – M_r

Относительная молекулярная масса складывается из суммы относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав вещества.
В качестве примера найдем относительные молекулярные массы кислорода, воды, перманганата калия и медного купороса:

M_r (O₂) = (2 × A_r(O)) = 2 × 16 = 32

M_r (H₂O) = (2 × A_r(H)) + A_r(O) = (2 × 1) + 16 = 18

M_r (KMnO₄) = A_r(K) + A_r(Mn) + (4 × A_r(O)) = 39 + 55 + (4 * 16) = 158

M_r (CuSO₄*5H₂O) = A_r(Cu) + A_r(S) + (4 × A_r(O)) + (5 × ((A_r(H) × 2) +
A_r(O))) = 64 + 32 + (4 × 16) + (5 × ((1 × 2) + 16)) = 160 + 5 * 18 = 250

Моль и число Авогадро

Моль – единица количества вещества (в системе единиц СИ), определяемая как количество вещества, содержащее столько же структурных единиц
этого вещества (молекул, атомов, ионов) сколько содержится в 12 г изотопа ¹²C, т.е. 6 × 10²³.

Число Авогадро (постоянная Авогадро, N_A) – число частиц (молекул, атомов, ионов) содержащихся в одном моле любого вещества.

Больше всего мне хотелось бы, чтобы вы поняли физический смысл изученных понятий. Моль – международная единица количества вещества, которая
показывает, сколько атомов, молекул или ионов содержится в определенной массе или конкретном объеме вещества. Один моль любого вещества
содержит 6.02 × 10²³ атомов/молекул/ионов – вот самое важное, что сейчас нужно понять.

Иногда в задачах бывает дано число Авогадро, и от вас требуется найти, какое вам дали количество вещества (моль). Количество вещества в химии
обозначается N, ν (по греч. читается “ню”).

Рассчитаем по формуле: ν = N/N_A количество вещества 3.01 × 10²³ молекул воды и 12.04 × 10²³ атомов углерода.

Мы нашли количества вещества (моль) воды и углерода. Сейчас это может показаться очень абстрактным, но, иногда не зная, как найти
количество вещества, используя число Авогадро, решение задачи по химии становится невозможным.

Молярная масса – M

Молярная масса – масса одного моля вещества, выражается в “г/моль” (грамм/моль). Численно совпадает с изученной нами ранее
относительной молекулярной массой.

Рассчитаем молярные массы CaCO₃, HCl и N₂

M (CaCO₃) = A_r(Ca) + A_r(C) + (3 × A_r(O)) = 40 + 12 + (3 × 16) = 100 г/моль

M (HCl) = A_r(H) + A_r(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль

M (N₂) = A_r(N) × 2 = 14 × 2 = 28 г/моль

Полученные знания не должны быть отрывочны, из них следует создать цельную систему. Обратите внимание: только что мы рассчитали
молярные массы – массы одного моля вещества. Вспомните про число Авогадро.

Получается, что, несмотря на одинаковое число молекул в 1 моле (1 моль любого вещества содержит 6.02 × 10²³ молекул),
молекулярные массы отличаются. Так, 6.02 × 10²³ молекул N₂ весят 28 грамм, а такое же количество молекул
HCl – 36.5 грамм.

Это связано с тем, что, хоть количество молекул одинаково – 6.02 × 10²³, в их состав входят разные атомы, поэтому и
массы получаются разные.

Часто в задачах бывает дана масса, а от вас требуется рассчитать количество вещества, чтобы перейти к другому веществу в реакции.
Сейчас мы определим количество вещества (моль) 70 грамм N₂, 50 грамм CaCO₃, 109.5 грамм HCl. Их молярные
массы были найдены нам уже чуть раньше, что ускорит ход решения.

ν (CaCO₃) = m(CaCO₃) : M(CaCO₃) = 50 г. : 100 г/моль = 0.5 моль

ν (HCl) = m(HCl) : M(HCl) = 109.5 г. : 36.5 г/моль = 3 моль

Иногда в задачах может быть дано число молекул, а вам требуется рассчитать массу, которую они занимают. Здесь нужно использовать
количество вещества (моль) как посредника, который поможет решить поставленную задачу.

Предположим нам дали 15.05 × 10²³ молекул азота, 3.01 × 10²³ молекул CaCO₃ и 18.06 × 10²³ молекул
HCl. Требуется найти массу, которую составляет указанное число молекул. Мы несколько изменим известную формулу, которая поможет нам связать
моль и число Авогадро.

Теперь вы всесторонне посвящены в тему. Надеюсь, что вы поняли, как связаны молярная масса, число Авогадро и количество вещества.
Практика – лучший учитель. Найдите самостоятельно подобные значения для оставшихся CaCO₃ и HCl.

Молярный объем

Молярный объем – объем, занимаемый одним молем вещества. Примерно одинаков для всех газов при стандартной температуре
и давлении составляет 22.4 л/моль. Он обозначается как – V_M.

Подключим к нашей системе еще одно понятие. Предлагаю найти количество вещества, количество молекул и массу газа объемом
33.6 литра. Поскольку показательно молярного объема при н.у. – константа (22.4 л/моль), то совершенно неважно, какой газ мы
возьмем: хлор, азот или сероводород.

Запомните, что 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра. Итак, приступим к решению задачи. Поскольку какой-то газ
все же надо выбрать, выберем хлор – Cl₂.

Моль (количество вещества) – самое гибкое из всех понятий в химии. Количество вещества позволяет вам перейти и к
числу Авогадро, и к массе, и к объему. Если вы усвоили это, то главная задача данной статьи – выполнена 🙂

Относительная плотность и газы – D

Относительной плотностью газа называют отношение молярных масс (плотностей) двух газов. Она показывает, во сколько раз одно вещество
легче/тяжелее другого. D = M (1 вещества) / M (2 вещества).

В задачах бывает дано неизвестное вещество, однако известна его плотность по водороду, азоту, кислороду или
воздуху. Для того чтобы найти молярную массу вещества, следует умножить значение плотности на молярную массу
газа, по которому дана плотность.

Запомните, что молярная масса воздуха = 29 г/моль. Лучше объяснить, что такое плотность и с чем ее едят на примере.
Нам нужно найти молярную массу неизвестного вещества, плотность которого по воздуху 2.5

Предлагаю самостоятельно решить следующую задачку (ниже вы найдете решение): “Плотность неизвестного вещества по
кислороду 3.5, найдите молярную массу неизвестного вещества”

Относительная плотность и водный раствор – ρ

Пишу об этом из-за исключительной важности в решении
сложных задач, высокого уровня, где особенно часто упоминается плотность. Обозначается греческой буквой ρ.

Плотность является отражением зависимости массы от вещества, равна отношению массы вещества к единице его объема. Единицы
измерения плотности: г/мл, г/см³, кг/м³ и т.д.

Для примера решим задачку. Объем серной кислоты составляет 200 мл, плотность 1.34 г/мл. Найдите массу раствора. Чтобы не
запутаться в единицах измерения поступайте с ними как с самыми обычными числами: сокращайте при делении и умножении – так
вы точно не запутаетесь.

Иногда перед вами может стоять обратная задача, когда известна масса раствора, плотность и вы должны найти объем. Опять-таки,
если вы будете следовать моему правилу и относится к обозначенным условным единицам “как к числам”, то не запутаетесь.

В ходе ваших действий “грамм” и “грамм” должны сократиться, а значит, в таком случае мы будем делить массу на плотность. В противном случае
вы бы получили граммы в квадрате 🙂

К примеру, даны масса раствора HCl – 150 грамм и плотность 1.76 г/мл. Нужно найти объем раствора.

Массовая доля – ω

Массовой долей называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Важно заметить, что в понятие раствора входит
как растворитель, так и само растворенное вещество.

Массовая доля вычисляется по формуле ω (вещества) = m (вещества) / m (раствора). Полученное число будет показывать массовую долю
в долях от единицы, если хотите получить в процентах – его нужно умножить на 100%. Продемонстрирую это на примере.

Решим несколько иную задачу и найдем массу чистой уксусной кислоты в широко известной уксусной эссенции.

Основные формулы для решения задач по химии

05-Авг-2012 | комментариев 450 | Лолита Окольнова

Все, все основные задачи по химии решаются с помощью

нескольких основных понятий и формул.

У всех веществ разная масса, плотность и объем. Кусочек металла одного элемента может весить во много раз больше, чем точно такого же размера кусочек другого металла.

Моль (количество моль)

обозначение: моль, международное: mol — единица измерения количества вещества. Соответствует количеству вещества, в котором содержится N_A частиц (молекул, атомов, ионов). Поэтому была введена универсальная величина — количество моль. Часто встречающаяся фраза в задачах — «было получено… моль вещества»

N_A = 6,02 · 10²³ 

N_A — число Авогадро.  Тоже «число по договоренности». Сколько атомов содержится в стержне кончика карандаша? Несколько миллионов. Оперировать такими величинами не удобно. Поэтому химики и физики всего мира договорились — обозначим 6,02 · 10²³ частиц (атомов, молекул, ионов) как 1 моль вещества.

1 моль =  6,02 · 10²³ частиц 

Это была первая из основных формул для решения задач.

Молярная масса вещества

Молярная масса вещества — это масса одного моль вещества. Обозначается как M

Есть еще молекулярная масса — Mr

Находится по таблице Менделеева — это просто сумма атомных масс вещества.

Например, нам дана серная кислота — H₂SO₄. Давайте посчитаем молярную массу вещества: атомная масса H =1, S-32, O-16.
Mr(H₂SO₄)=1•2+32+16•4=98 гмоль.

Вторая необходимая формула для решения задач —

формула массы вещества:

Т.е., чтобы найти массу вещества, необходимо знать количество моль (n), а молярную массу мы находим из Периодической системы.

Закон сохранения массы — масса веществ, вступивших в химическую реакцию, всегда равна массе образовавшихся веществ.

Если мы знаем массу (массы) веществ, вступивших в реакцию, мы можем найти массу (массы) продуктов этой реакции. И наоборот.

Третья формула для решения задач по химии —

объем вещества:

Откуда взялось число 22.4?  Из закона Авогадро:

в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул.

Согласно закону Авогадро, 1 моль идеального газа при нормальных условиях (н.у.) имеет один и тот же объём V_m = 22,413 996(39) л

Т.е., если в задаче нам даны нормальные условия, то, зная количество моль (n), мы можем найти объем вещества.

Итак,  основные формулы для решения задач по химии

 Число Авогадро N_A

6,02 · 10²³ частиц

Количество вещества n (моль)

n=mM

n=V22.4 (лмоль)

Масса вещества m (г)

m=n•Mr

Объем вещества V(л)

V=n•22.4 (лмоль)

или вот еще удобная табличка:

 Это формулы. Часто для решения задач нужно сначала написать уравнение реакции и (обязательно!) расставить коэффициенты — их соотношение определяет соотношение молей в процессе.

---

В ОГЭ и ЕГЭ по химии задач , в которых нужно было бы найти только объем массу кол-во моль нет — это обычно ЧАСТЬ решения задачи. Однако, чтобы легко решать более сложные задачи, нужно тренироваться на таких вот небольших упражнениях.

Находим количество вещества по массе

 
1 Какое количество вещества алюминия содержится в образце металла массой 10.8 г?

2 Какое количество вещества содержится в оксиде серы (VI) массой 12 г?

3 Определите количество моль брома, содержащееся в массе 12.8 г.

Находим массу по количеству вещества:

4. Определите массу карбоната натрия количеством вещества 0.25 моль.

Объем по количеству вещества:

 
5. Какой объем будет иметь азот при н.у., если его количество вещества 1.34 моль?

6. Какой объем занимают при н.у. 2 моль любого газа?
 

Ответы:/p>
 

1. 0.4 моль
2. 0.15 моль
3. 0.08 моль
4. 26.5 г
5. 30 л
6. 44.8 л

---

Категории:
|

Обсуждение: “Основные формулы для решения задач по химии”

(Правила комментирования)