Главная страница «Первого сентября» • Главная страница газеты «Химия» • Содержание №15/2008

УЧЕБНИКИ. ПОСОБИЯ

 

Е.Н.ФРЕНКЕЛЬ

Самоучитель по химии

Пособие для тех, кто не знает, но хочет узнать и понять химию

Часть I. Элементы общей химии (первый уровень сложности)

Продолжение. См. № 13, 18, 23/2007; 6, 8, 10, 13/2008

Глава 8. Расчеты по химическим формулам и уравнениям

Задачи по химии являются превосходной «гимнастикой» для ума, поскольку позволяют ученику развивать логическое мышление, составлять и реализовывать план решения задачи, а параллельно повторять те или иные разделы химической науки. Все задачи, которые предлагаются для решения, можно разделить на две группы:

• задачи, которые решаются по стандартной формуле;

• задачи, которые решаются по уравнению реакции.

Рассмотрим сначала основные расчетные понятия.

8.1. Основные расчетные понятия

Как известно, количества реагирующих простых и сложных веществ и смесей обычно измеряют в граммах, литрах, миллилитрах. Данные в этих случаях записывают так:

m(NаС1) = 5 г,

V(р-ра) = 10 мл,

V(СO₂) = 50 л

и т.д.

Однако при расчетах по уравнениям реакций этих понятий оказывается недостаточно. Дело в том, что в каждой химической реакции участвуют определенные частицы (атомы, молекулы, ионы), масса которых различна. И поэтому даже для простейших химических реакций, например:

С + О₂ = СО₂,

нельзя утверждать, что 1 г углерода полностью прореагирует с 1 г кислорода. Посмотрите в таблицу Менделеева: атомные массы этих химических элементов разные! Каким же образом выполняется расчет по химическим уравнениям?

Поскольку в химических реакциях участвуют частицы (молекулы, атомы, ионы), то основным расчетным понятием является моль – величина, при помощи которой можно определить число частиц.

1 моль любого вещества содержит 6•10²³ частиц (молекул, атомов, ионов).

Например, 1 моль А1 содержит 6•10²³ атомов алюминия; 1 моль НС1 содержит 6•10²³ молекул хлороводорода.

Число молей (?) реагирующих веществ определяют по коэффициентам в уравнении химической реакции, например:

Задание 8.1. Допишите уравнения реакций, расставьте коэффициенты и подпишите под химическими формулами число молей реагирующих веществ:

NаOН + Н₃РО₄ —> ……………………………. ;

Аl + НСl  —> ……..……………………………. ;

P + O₂  —> ………………..……………………. .

Каким образом можно определить массу или объем реагирующих веществ, зная их количества (в молях)?

Для определения массы используют величину «молярная масса»:

где М – молярная масса, г/моль; m – масса, г; – количество вещества, моль.

Молярная масса равна массе вещества количеством 1 моль, т.е. молярная масса это масса всех 6•10²³ молекул (атомов, ионов). Молярная масса (М) совпадает по величине с относительной атомной (А_r) или молекулярной (М_r) массой вещества, которые легко определяются по таблице Менделеева.

Так, относительная атомная масса (А_r) натрия указана в таблице Менделеева:

А_r(Nа) = 22,990 23.

Это безразмерная величина.

Задание 8.2. Определите по таблице Менделеева:

А_r(Cl), А_r(Mg), А_r(Pb).

Относительная молекулярная масса (М_r) вещества равна сумме относительных атомных масс атомов всех элементов, входящих в состав этого вещества. При подсчете ее значения относительные атомные массы рекомендуется округлять (обычно до целых чисел), например:

М_r(O₂) = 2•А_r(O) = 2•16 = 32,

М_r(Н₂SO₄) = 2•A_r(Н) + A_r(S) + 4•A_r(О) = 2•1 + 32 + 4•16 = 98.

Это безразмерные величины.

Задание 8.3. Рассчитайте относительные молекулярные массы веществ:

Н₃РО₄, СuSO₄, NаОН, KСl.

Теперь несложно определить массы реагирующих веществ.

Задача 1. Определить массу железа количеством 0,5 моль.

Решение

Из формулы находим:

m = M• ,

M(Fe) = 56 г/моль, = 0,5 моль,

m = 56 (г/моль)•0,5 (моль) = 28 г.

Ответ. 28 г.

Задача 2. Определить количество вещества Сu(NO₃)₂ массой 300 г.

Решение

Из формулы находим:

= m : M,

M(Cu(NO₃)₂) = 64 + 2•(14 + 3•16) = 188 г/моль,

(Cu(NO₃)₂) = 300 (г) : 188 (г/моль) = 1,6 моль.

Ответ. 1,6 моль.