Θα χρειαστείτε
- Πρέπει να καθορίσετε σε ποια επιλογή ανήκει η εργασία σας. Στην περίπτωση της πρώτης επιλογής, θα χρειαστείτε τον περιοδικό πίνακα. Στην περίπτωση του δεύτερου, πρέπει να γνωρίζετε ότι το διάλυμα αποτελείται από δύο συστατικά: μια διαλυμένη ουσία και έναν διαλύτη. Και η μάζα του διαλύματος είναι ίση με τις μάζες αυτών των δύο συστατικών.
Οδηγίες
Στην περίπτωση της πρώτης έκδοσης του προβλήματος:
Σύμφωνα με τον Mendeleev, βρίσκουμε τη μοριακή μάζα μιας ουσίας. Το μοριακό άθροισμα των ατομικών μαζών που συνθέτουν μια ουσία.
Για παράδειγμα, η μοριακή μάζα (Mr) του υδροξειδίου του ασβεστίου Ca(OH)2: Mr(Ca(OH)2) = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H))*2 = 40 + (16 + 1) *2 = 74.
Εάν δεν υπάρχει μεζούρα στο οποίο μπορείτε να ρίξετε το νερό, υπολογίστε τον όγκο του δοχείου στο οποίο βρίσκεται. Ο όγκος είναι πάντα ίσος με το γινόμενο του εμβαδού της βάσης και του ύψους και με αγγεία σταθερού σχήματος συνήθως δεν υπάρχουν προβλήματα. Ενταση ΗΧΟΥ νερόθα υπάρχουν στην τράπεζα ίσο με εμβαδόνστρογγυλή βάση σε ύψος γεμάτη με νερό. Πολλαπλασιάζοντας την πυκνότητα; ανά τόμο νερό V, θα λάβεις μάζα νερό m: m=?*V.
Βίντεο σχετικά με το θέμα
Σημείωση
Μπορείτε να προσδιορίσετε τη μάζα γνωρίζοντας την ποσότητα του νερού και τη μοριακή του μάζα. Η μοριακή μάζα του νερού είναι 18 γιατί αποτελείται από τις μοριακές μάζες 2 ατόμων υδρογόνου και 1 ατόμου οξυγόνου. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, όπου m η μάζα του νερού, n η ποσότητα, M η μοριακή μάζα.
Τι είναι κλάσμα μάζας στοιχείο? Από το ίδιο το όνομα μπορείτε να καταλάβετε ότι πρόκειται για μια ποσότητα που δείχνει την αναλογία μάζας στοιχείο, που περιλαμβάνεται στη σύνθεση της ουσίας, και τη συνολική μάζα αυτής της ουσίας. Εκφράζεται σε κλάσματα μονάδας: τοις εκατό (εκατοστά), ppm (χιλιάδες) κ.λπ. Πώς μπορείς να υπολογίσεις τη μάζα ενός πράγματος; στοιχείο?
Οδηγίες
Για λόγους σαφήνειας, σκεφτείτε τον γνωστό άνθρακα, χωρίς τον οποίο δεν θα υπήρχε . Αν ο άνθρακας είναι ουσία (για παράδειγμα), τότε η μάζα του μερίδιομπορεί να ληφθεί με ασφάλεια ως ένα ή 100%. Φυσικά, το διαμάντι περιέχει επίσης ακαθαρσίες άλλων στοιχείων, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, σε τόσο μικρές ποσότητες που μπορούν να παραμεληθούν. Αλλά σε τροποποιήσεις άνθρακα όπως ή, η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες είναι αρκετά υψηλή και η παραμέληση είναι απαράδεκτη.
Εάν ο άνθρακας είναι μέρος μιας σύνθετης ουσίας, πρέπει να προχωρήσετε ως εξής: σημειώστε τον ακριβή τύπο της ουσίας και, στη συνέχεια, γνωρίζοντας τις μοριακές μάζες κάθε στοιχείοπου περιλαμβάνεται στη σύνθεσή του, υπολογίστε την ακριβή μοριακή μάζα αυτής της ουσίας (φυσικά, λαμβάνοντας υπόψη τον «δείκτη» κάθε στοιχείο). Μετά από αυτό, καθορίστε τη μάζα μερίδιο, διαιρώντας τη συνολική μοριακή μάζα στοιχείοανά μοριακή μάζα της ουσίας.
Για παράδειγμα, πρέπει να βρείτε μια μάζα μερίδιοάνθρακα σε οξικό οξύ. Να γράψετε τον τύπο του οξικού οξέος: CH3COOH. Για να διευκολύνετε τους υπολογισμούς, μετατρέψτε το στη μορφή: C2H4O2. Η μοριακή μάζα αυτής της ουσίας είναι το άθροισμα των μοριακών μαζών των στοιχείων: 24 + 4 + 32 = 60. Συνεπώς, το κλάσμα μάζας του άνθρακα σε αυτήν την ουσία υπολογίζεται ως εξής: 24/60 = 0,4.
Εάν πρέπει να το υπολογίσετε ως ποσοστό, αντίστοιχα, 0,4 * 100 = 40%. Δηλαδή, κάθε οξικό οξύ περιέχει (περίπου) 400 γραμμάρια άνθρακα.
Φυσικά, τα κλάσματα μάζας όλων των άλλων στοιχείων μπορούν να βρεθούν με εντελώς παρόμοιο τρόπο. Για παράδειγμα, η μάζα στο ίδιο οξικό οξύ υπολογίζεται ως εξής: 32/60 = 0,533 ή περίπου 53,3%. και το κλάσμα μάζας του υδρογόνου είναι 4/60 = 0,666 ή περίπου 6,7%.
Πηγές:
- κλάσματα μάζας στοιχείων
Κλάσμα μάζαςμια ουσία δείχνει το περιεχόμενό της σε μια πιο σύνθετη δομή, για παράδειγμα, σε ένα κράμα ή μείγμα. Εάν η συνολική μάζα ενός μείγματος ή κράματος είναι γνωστή, τότε γνωρίζοντας τα κλάσματα μάζας των συστατικών ουσιών, μπορούμε να βρούμε τις μάζες τους. Μπορείτε να βρείτε το κλάσμα μάζας μιας ουσίας γνωρίζοντας τη μάζα της και τη μάζα ολόκληρου του μείγματος. Αυτή η τιμή μπορεί να εκφραστεί σε κλάσματα ή ποσοστά.
Κλάσμα μάζας του στοιχείου σε ουσία- Αυτό είναι ένα από τα θέματα που περιλαμβάνονται στο μάθημα της χημείας. Οι δεξιότητες και οι ικανότητες για τον προσδιορισμό αυτής της παραμέτρου μπορεί να είναι χρήσιμες κατά τον έλεγχο της γνώσης κατά τη διάρκεια δοκιμών και δοκιμών. ανεξάρτητη εργασία, καθώς και στις Ενιαίες Κρατικές Εξετάσεις στη Χημεία.
Θα χρειαστείτε
- - περιοδικό σύστημα χημικά στοιχεία DI. Μεντελέεφ
Οδηγίες
- Για να υπολογιστεί η μάζα μερίδιο, πρέπει πρώτα να βρείτε τη σχετική ατομική μάζα (Ar) του επιθυμητού στοιχείου, καθώς και τη σχετική μοριακή μάζα (Mr) της ουσίας. Στη συνέχεια, εφαρμόστε τον τύπο που καθορίζει το κλάσμα μάζας του στοιχείου (W)W = Ar (x) / Mr x 100%, στον οποίο W είναι το κλάσμα μάζας του στοιχείου (μετρούμενο σε κλάσματα ή %)· Ar (x) είναι η σχετική ατομική μάζα του στοιχείου Mr είναι η σχετική μοριακή μάζα μιας ουσίας Για να προσδιορίσετε τη σχετική ατομική και μοριακή μάζα χρησιμοποιήστε τον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων Δ.Ι. Μεντελέεφ. Όταν κάνετε τους υπολογισμούς σας, φροντίστε να λάβετε υπόψη τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου.
- Παράδειγμα Νο. 1. Προσδιορίστε τη μάζα μερίδιουδρογόνο στο νερό Βρείτε από τον πίνακα Δ.Ι. Mendeleev σχετική ατομική μάζα υδρογόνου Ar (H) = 1. Εφόσον στον τύπο υπάρχουν 2 άτομα υδρογόνου, επομένως, 2Ar (H) = 1 x 2 = 2 Υπολογίστε τη σχετική μοριακή μάζα του νερού (H2O), που είναι το άθροισμα από 2 Ar (H) και 1 Ar (O).Mr (H2O) = 2Ar (H) + Ar (O)Ar (O) = 16, επομένωςMr (H2O) = 1 x 2 + 16 = 18
- Σημειώστε το γενικός τύποςπροσδιορισμός του κλάσματος μάζας ενός στοιχείου W = Ar (x) / Mr x 100% Τώρα γράψτε τον τύπο σε σχέση με την προβληματική συνθήκη W (H) = 2 Ar (H) / Mr (H2O) x 100% Κάντε τους υπολογισμούς W ( Η) = 2 / 18 x 100% = 11,1%
- Παράδειγμα Νο. 2. Προσδιορίστε τη μάζα μερίδιοοξυγόνο σε θειικό χαλκό (CuSO4) Βρείτε από τον πίνακα Δ.Ι. Η σχετική ατομική μάζα οξυγόνου του Mendeleev Ar (O) = 16. Εφόσον υπάρχουν 4 άτομα οξυγόνου στον τύπο, επομένως, 4 Ar (O) = 4 x 16 = 64 Υπολογίστε τη σχετική μοριακή μάζα του θειικού χαλκού (CuSO4), που είναι το άθροισμα 1 Ar (Cu), 1 Ar (S) και 4 Ar (O).Mr (CuSO4) = Ar (Cu) + Ar (S) + 4 Ar (O).Ar (Cu) = 64 Ar ( S) = 324 Ar (O) = 4 x 16 = 64, επομένως Mr (CuSO4) = 64 + 32 + 64 = 160
- Γράψτε τον γενικό τύπο για τον προσδιορισμό του κλάσματος μάζας ενός στοιχείου W = Ar (x) / Mr x 100% Τώρα γράψτε τον τύπο σε σχέση με την προβληματική συνθήκη W (O) = 4 Ar (O) / Mr (CuSO4) x 100% Κάντε υπολογισμούς W (O) = 64 / 160 x 100% = 40%
Από τον 17ο αιώνα η χημεία έπαψε να είναι περιγραφική επιστήμη. Οι χημικοί επιστήμονες άρχισαν να χρησιμοποιούν ευρέως τη μέτρηση της ύλης. Ο σχεδιασμός των ζυγών που καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό των μαζών των δειγμάτων έχει βελτιωθεί όλο και περισσότερο. Για τις αέριες ουσίες, εκτός από τη μάζα, μετρήθηκαν και ο όγκος και η πίεση. Εφαρμογή ποσοτικές μετρήσειςκατέστησε δυνατή την κατανόηση της ουσίας χημικούς μετασχηματισμούς, προσδιορίστε τη σύσταση σύνθετων ουσιών.
Όπως ήδη γνωρίζετε, μια σύνθετη ουσία περιέχει δύο ή περισσότερα χημικά στοιχεία. Είναι προφανές ότι η μάζα όλης της ύλης αποτελείται από τις μάζες των συστατικών της στοιχείων. Αυτό σημαίνει ότι κάθε στοιχείο αντιπροσωπεύει ένα ορισμένο μέρος της μάζας της ουσίας.
Το κλάσμα μάζας ενός στοιχείου είναι ο λόγος της μάζας αυτού του στοιχείου σε σύνθετη ουσίαστη μάζα ολόκληρης της ουσίας, εκφρασμένη σε κλάσματα μονάδας (ή ως ποσοστό):
Το κλάσμα μάζας ενός στοιχείου σε μια ένωση συμβολίζεται με το λατινικό σύμβολο πεζό γράμμα w("double-ve") και δείχνει το μερίδιο (μέρος της μάζας) που αποδίδεται σε ένα δεδομένο στοιχείο στο συνολική μάζαουσίες. Αυτή η τιμή μπορεί να εκφραστεί σε κλάσματα μιας μονάδας ή ως ποσοστό. Φυσικά, το κλάσμα μάζας ενός στοιχείου σε μια σύνθετη ουσία είναι πάντα μικρότερο από τη μονάδα (ή λιγότερο από 100%). Εξάλλου, ένα μέρος του συνόλου είναι πάντα μικρότερο από το σύνολο, όπως μια φέτα πορτοκαλιού είναι μικρότερη από ολόκληρο το πορτοκάλι.
Για παράδειγμα, το οξείδιο του υδραργύρου περιέχει δύο στοιχεία - υδράργυρο και οξυγόνο. Κατά τη θέρμανση 50 g αυτής της ουσίας, λαμβάνονται 46,3 g υδραργύρου και 3,7 g οξυγόνου (Εικ. 57). Ας υπολογίσουμε το κλάσμα μάζας του υδραργύρου σε μια σύνθετη ουσία:
Το κλάσμα μάζας του οξυγόνου σε αυτή την ουσία μπορεί να υπολογιστεί με δύο τρόπους. Εξ ορισμού, το κλάσμα μάζας του οξυγόνου στο οξείδιο του υδραργύρου είναι ίσο με την αναλογία της μάζας του οξυγόνου προς τη μάζα του οξειδίου:
Γνωρίζοντας ότι το άθροισμα των κλασμάτων μάζας των στοιχείων σε μια ουσία είναι ίσο με ένα (100%), το κλάσμα μάζας του οξυγόνου μπορεί να υπολογιστεί από τη διαφορά:
w(Ο) = 1 – 0,926 = 0,074,
w(Ο) = 100% – 92,6% = 7,4%.
Προκειμένου να βρεθούν τα κλάσματα μάζας των στοιχείων χρησιμοποιώντας την προτεινόμενη μέθοδο, είναι απαραίτητο να διεξαχθεί ένα σύνθετο και εντατικό χημικό πείραμα για τον προσδιορισμό της μάζας κάθε στοιχείου. Εάν ο τύπος μιας σύνθετης ουσίας είναι γνωστός, το ίδιο πρόβλημα μπορεί να λυθεί πολύ πιο εύκολα.
Για να υπολογίσετε το κλάσμα μάζας ενός στοιχείου, πρέπει να πολλαπλασιάσετε τη σχετική ατομική του μάζα με τον αριθμό των ατόμων ( n) ενός δεδομένου στοιχείου στον τύπο και διαιρέστε με το σχετικό μοριακό βάρος της ουσίας:
Για παράδειγμα, για το νερό (Εικ. 58):
κύριος(H 2 O) = 1 2 + 16 = 18,
Εργασία 1.Να υπολογίσετε τα κλάσματα μάζας των στοιχείων στην αμμωνία, ο τύπος της οποίας είναι NH 3 .
Δεδομένος:
ουσία αμμωνία NH 3.
Εύρημα:
w(Ν), w(Η).
Λύση
1) Υπολογίστε το σχετικό μοριακό βάρος της αμμωνίας:
κύριος(ΝΗ 3) = A r(Ν) + 3 A r(Η) = 14 + 3 1 = 17.
2) Να βρείτε το κλάσμα μάζας του αζώτου στην ουσία:
3) Ας υπολογίσουμε το κλάσμα μάζας του υδρογόνου στην αμμωνία:
w(H) = 1 - w(Ν) = 1 – 0,8235 = 0,1765, ή 17,65%.
Απάντηση. w(N) = 82,35%, w(Η) = 17,65%.
Εργασία 2.Υπολογίστε τα κλάσματα μάζας των στοιχείων σε θειικό οξύ που έχουν τον τύπο H2SO4 .
Δεδομένος:
θειικό οξύ H2SO4.
Εύρημα:
w(Η), w(ΜΙΚΡΟ), w(Ο).
Λύση
1) Υπολογίστε το σχετικό μοριακό βάρος του θειικού οξέος:
κύριος(H2SO4) = 2 A r(Η)+ A r(S)+4 A r(Ο) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.
2) Να βρείτε το κλάσμα μάζας του υδρογόνου στην ουσία:
3) Υπολογίστε το κλάσμα μάζας του θείου στο θειικό οξύ:
4. Υπολογίστε το κλάσμα μάζας του οξυγόνου στην ουσία:
w(O) = 1 – ( w(Η)+ w(S)) = 1 – (0,0204 + 0,3265) = 0,6531, ή 65,31%.
Απάντηση. w(Η) = 2,04%, w(S) = 32,65%, w(Ο) = 65,31%.
Συχνότερα, οι χημικοί πρέπει να λύσουν το αντίστροφο πρόβλημα: χρησιμοποιώντας τα κλάσματα μάζας των στοιχείων για τον προσδιορισμό του τύπου μιας σύνθετης ουσίας. Ας δείξουμε πώς επιλύονται τέτοια προβλήματα με ένα ιστορικό παράδειγμα.
Δύο ενώσεις χαλκού με οξυγόνο (οξείδια) απομονώθηκαν από φυσικά ορυκτά - τενορίτης και χαλκός. Διέφεραν μεταξύ τους ως προς το χρώμα και τα κλάσματα μάζας στοιχείων. Στο μαύρο οξείδιο, το κλάσμα μάζας του χαλκού ήταν 80%, και το κλάσμα μάζας του οξυγόνου ήταν 20%. Στο κόκκινο οξείδιο του χαλκού, τα κλάσματα μάζας των στοιχείων ήταν 88,9% και 11,1%, αντίστοιχα. Ποιοι είναι οι τύποι αυτών των πολύπλοκων ουσιών; Ας κάνουμε μερικούς απλούς μαθηματικούς υπολογισμούς.
Παράδειγμα 1.Υπολογισμός χημική φόρμουλαμαύρο οξείδιο χαλκού ( w(Cu) = 0,8 και w(Ο) = 0,2).
x, y– από τον αριθμό των ατόμων των χημικών στοιχείων στη σύνθεσή του: Cu ΧΟ y.
2) Η αναλογία των δεικτών είναι ίση με την αναλογία των πηλίκων του κλάσματος μάζας του στοιχείου στην ένωση διαιρεμένη με τη σχετική ατομική μάζα του στοιχείου:
3) Η σχέση που προκύπτει πρέπει να μειωθεί σε μια αναλογία ακεραίων: οι δείκτες στον τύπο που δείχνει τον αριθμό των ατόμων δεν μπορούν να είναι κλασματικοί. Για να το κάνετε αυτό, διαιρέστε τους αριθμούς που προκύπτουν με τον μικρότερο (δηλαδή οποιοδήποτε) από αυτούς:
Ο προκύπτων τύπος είναι CuO.
Παράδειγμα 2.Υπολογισμός του τύπου του κόκκινου οξειδίου του χαλκού χρησιμοποιώντας γνωστά κλάσματα μάζας w(Cu) = 88,9% και w(Ο) = 11,1%.
Δεδομένος:
w(Cu) = 88,9%, ή 0,889,
w(Ο) = 11,1%, ή 0,111.
Εύρημα:
Λύση
1) Ας συμβολίσουμε τον τύπο του οξειδίου του Cu ΧΟ y.
2) Να βρείτε την αναλογία των δεικτών ΧΚαι y:
3) Ας παρουσιάσουμε την αναλογία των δεικτών προς την αναλογία των ακεραίων:
Απάντηση. Ο τύπος της ένωσης είναι Cu 2 O.
Τώρα ας περιπλέκουμε λίγο το έργο.
Εργασία 3.Σύμφωνα με τη στοιχειακή ανάλυση, η σύνθεση του πυρωμένου πικρού άλατος, το οποίο χρησιμοποιήθηκε από τους αλχημιστές ως καθαρτικό, είναι η εξής: κλάσμα μάζας μαγνησίου - 20,0%, κλάσμα μάζας θείου - 26,7%, κλάσμα μάζας οξυγόνου - 53,3%.
Δεδομένος:
w(Mg) = 20,0%, ή 0,2,
w(S) = 26,7%, ή 0,267,
w(Ο) = 53,3%, ή 0,533.
Εύρημα:
Λύση
1) Ας υποδηλώσουμε τον τύπο μιας ουσίας χρησιμοποιώντας δείκτες x, y, z: Mg Χμικρό yΟ z.
2) Ας βρούμε την αναλογία των δεικτών:
3) Προσδιορίστε την τιμή των δεικτών x, y, z:
Απάντηση.Ο τύπος της ουσίας είναι MgSO 4.
1. Ποιο είναι το κλάσμα μάζας ενός στοιχείου σε μια σύνθετη ουσία; Πώς υπολογίζεται αυτή η τιμή;
2.
Να υπολογίσετε τα κλάσματα μάζας των στοιχείων σε ουσίες: α) διοξείδιο του άνθρακα CO2;
β) θειούχο ασβέστιο CaS. γ) νιτρικό νάτριο NaNO 3; δ) οξείδιο του αργιλίου Al 2 O 3.
3. Ποιο αζωτούχο λίπασμα περιέχει το κλάσμα μάζας θρεπτικό στοιχείοΤο άζωτο είναι το υψηλότερο: α) χλωριούχο αμμώνιο NH 4 Cl; β) θειικό αμμώνιο (NH 4) 2 SO 4; γ) ουρία (NH 2) 2 CO;
4. Στον ορυκτό πυρίτη υπάρχουν 8 g θείου ανά 7 g σιδήρου. Υπολογίστε τα κλάσματα μάζας κάθε στοιχείου αυτής της ουσίας και προσδιορίστε τον τύπο του.
5. Το κλάσμα μάζας του αζώτου σε ένα από τα οξείδια του είναι 30,43%, και το κλάσμα μάζας του οξυγόνου είναι 69,57%. Προσδιορίστε τον τύπο του οξειδίου.
6. Στο Μεσαίωνα, μια ουσία που ονομαζόταν ποτάσα απομονώθηκε από τις στάχτες των πυρκαγιών και χρησιμοποιήθηκε για την παρασκευή σαπουνιού. Κλάσματα μάζας στοιχείων σε αυτήν την ουσία: κάλιο - 56,6%, άνθρακας - 8,7%, οξυγόνο - 34,7%. Προσδιορίστε τον τύπο της ποτάσας.
§ 5.1 Χημικές αντιδράσεις. Εξισώσεις χημικές αντιδράσεις
Μια χημική αντίδραση είναι η μετατροπή μιας ουσίας σε μια άλλη. Ωστόσο, ένας τέτοιος ορισμός χρειάζεται μια σημαντική προσθήκη. ΣΕ πυρηνικός αντιδραστήραςή σε έναν επιταχυντή, ορισμένες ουσίες μετατρέπονται επίσης σε άλλες, αλλά τέτοιοι μετασχηματισμοί δεν ονομάζονται χημικοί. Τι συμβαίνει εδώ; Οι πυρηνικές αντιδράσεις συμβαίνουν σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Συνίστανται στο γεγονός ότι οι πυρήνες των στοιχείων, όταν συγκρούονται με σωματίδια υψηλής ενέργειας (μπορεί να είναι νετρόνια, πρωτόνια και πυρήνες άλλων στοιχείων), χωρίζονται σε θραύσματα, τα οποία είναι οι πυρήνες άλλων στοιχείων. Είναι επίσης δυνατή η σύντηξη των πυρήνων μεταξύ τους. Αυτοί οι νέοι πυρήνες λαμβάνουν στη συνέχεια ηλεκτρόνια από περιβάλλονκαι έτσι ολοκληρώνεται ο σχηματισμός δύο ή περισσότερων νέων ουσιών. Όλες αυτές οι ουσίες είναι κάποια στοιχεία Περιοδικός Πίνακας. Παραδείγματα πυρηνικών αντιδράσεων που χρησιμοποιούνται για την ανακάλυψη νέων στοιχείων δίνονται στην §4.4.
Σε αντίθεση με τις πυρηνικές αντιδράσεις, στις χημικές αντιδράσεις οι πυρήνες δεν επηρεάζονταιάτομα. Όλες οι αλλαγές συμβαίνουν μόνο στα εξωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων. Μερικά είναι σχισμένα χημικοί δεσμοίκαι άλλοι σχηματίζονται.
Οι χημικές αντιδράσεις είναι φαινόμενα κατά τα οποία ορισμένες ουσίες με συγκεκριμένη σύσταση και ιδιότητες μετατρέπονται σε άλλες ουσίες - με διαφορετική σύνθεση και άλλες ιδιότητες. Παράλληλα στη σύνθεση ατομικούς πυρήνεςδεν υπάρχουν αλλαγές.
Ας εξετάσουμε μια τυπική χημική αντίδραση: την καύση φυσικού αερίου (μεθάνιο) στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Όσοι έχετε κουζίνα υγραερίου στο σπίτι μπορείτε να βλέπετε αυτή την αντίδραση στην κουζίνα σας καθημερινά. Ας γράψουμε την αντίδραση όπως φαίνεται στο Σχ. 5-1.
Ρύζι. 5-1. Το μεθάνιο CH 4 και το οξυγόνο O 2 αντιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν διοξείδιο του άνθρακα CO 2 και νερό H 2 O. Σε αυτή την περίπτωση, οι δεσμοί μεταξύ C και H στο μόριο μεθανίου σπάνε και εμφανίζονται δεσμοί άνθρακα-οξυγόνου στη θέση τους. Τα άτομα υδρογόνου που προηγουμένως ανήκαν στο μεθάνιο σχηματίζουν δεσμούς με το οξυγόνο. Το σχήμα δείχνει ξεκάθαρα ότι για την επιτυχή εφαρμογή της αντίδρασης σε έναςπρέπει να πάρετε ένα μόριο μεθανίου δύομόρια οξυγόνου.
Η καταγραφή μιας χημικής αντίδρασης χρησιμοποιώντας μοριακά σχέδια δεν είναι πολύ βολική. Επομένως, για την καταγραφή των χημικών αντιδράσεων, χρησιμοποιούνται συντομευμένοι τύποι ουσιών - όπως φαίνεται στο κάτω μέρος του Σχ. 5-1. Αυτή η καταχώρηση ονομάζεται εξίσωση χημικής αντίδρασης.
Αριθμός ατόμων διαφορετικών στοιχείων στα αριστερά και σωστά μέρηοι εξισώσεις είναι ίδιες. Στην αριστερή πλευρά έναςάτομο άνθρακα στο μόριο μεθανίου (CH 4), και στα δεξιά - ίδιοΒρίσκουμε ένα άτομο άνθρακα στο μόριο CO 2. Θα βρούμε σίγουρα και τα τέσσερα άτομα υδρογόνου από την αριστερή πλευρά της εξίσωσης στα δεξιά - στη σύνθεση των μορίων του νερού.
Σε μια εξίσωση χημικής αντίδρασης, για να εξισωθεί ο αριθμός των πανομοιότυπων ατόμων σε διαφορετικά μέρηχρησιμοποιούνται εξισώσεις πιθανότητα, τα οποία καταγράφονται πριντύπους ουσιών. Οι συντελεστές δεν πρέπει να συγχέονται με δείκτες σε χημικούς τύπους.
Ας εξετάσουμε μια άλλη αντίδραση - τη μετατροπή του οξειδίου του ασβεστίου CaO (άσβεστος) σε υδροξείδιο του ασβεστίου Ca(OH) 2 (σβησμένος ασβέστης) υπό την επίδραση του νερού.
Ρύζι. 5-2. Το οξείδιο του ασβεστίου CaO συνδέει ένα μόριο νερού H 2 O για να σχηματίσει
υδροξείδιο του ασβεστίου Ca(OH) 2.
Σε αντίθεση με τις μαθηματικές εξισώσεις, οι εξισώσεις χημικών αντιδράσεων δεν μπορούν να αναδιατάξουν την αριστερή και τη δεξιά πλευρά. Οι ουσίες στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης της χημικής αντίδρασης ονομάζονται αντιδραστήριακαι στα δεξιά - προϊόντα αντίδρασης. Εάν αναδιατάξετε την αριστερή και τη δεξιά πλευρά στην εξίσωση από το Σχ. 5-2, τότε παίρνουμε την εξίσωση τελείως διαφορετικόχημική αντίδραση:
Εάν η αντίδραση μεταξύ CaO και H 2 O (Εικ. 5-2) ξεκινήσει αυθόρμητα και προχωρήσει με την απελευθέρωση μεγάλη ποσότηταθερμότητα, στη συνέχεια η τελευταία αντίδραση, όπου το Ca(OH) 2 χρησιμεύει ως αντιδραστήριο, απαιτεί ισχυρή θέρμανση.
Σημειώστε ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα βέλος αντί για ένα σύμβολο ίσου σε μια εξίσωση χημικής αντίδρασης. Το βέλος είναι βολικό γιατί δείχνει κατεύθυνσητην πορεία της αντίδρασης.
Ας προσθέσουμε επίσης ότι τα αντιδρώντα και τα προϊόντα μπορεί να μην είναι απαραίτητα μόρια, αλλά και άτομα - εάν στην αντίδραση συμμετέχουν κάποιο στοιχείο ή στοιχεία στην καθαρή τους μορφή. Για παράδειγμα:
H 2 + CuO = Cu + H 2 O
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ταξινόμησης χημικών αντιδράσεων, από τους οποίους θα εξετάσουμε δύο.
Σύμφωνα με την πρώτη από αυτές, όλες οι χημικές αντιδράσεις διακρίνονται ανάλογα με το χαρακτηριστικό αλλαγές στον αριθμό των αρχικών και τελικών ουσιών. Εδώ μπορείτε να βρείτε 4 τύπους χημικών αντιδράσεων:
Αντιδράσεις ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ,
Αντιδράσεις ΑΠΟΣΥΝΘΕΣΕΙΣ,
Αντιδράσεις ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ,
Αντιδράσεις ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ.
Ας δώσουμε συγκεκριμένα παραδείγματατέτοιες αντιδράσεις. Για να το κάνουμε αυτό, ας επιστρέψουμε στις εξισώσεις για την παραγωγή σβησμένου ασβέστη και στην εξίσωση για την παραγωγή ασβέστη:
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2
Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O
Αυτές οι αντιδράσεις ανήκουν σε διαφορετικές τύπουςχημικές αντιδράσεις. Η πρώτη αντίδραση είναι τυπική αντίδραση συνδέσεις, αφού κατά την εμφάνισή του δύο ουσίες CaO και H 2 O συνδυάζονται σε μία: Ca (OH) 2.
Η δεύτερη αντίδραση Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O είναι μια τυπική αντίδραση αποσύνθεση: Εδώ μια ουσία Ca(OH) 2 αποσυντίθεται για να σχηματίσει άλλες δύο.
Σε αντιδράσεις ανταλλαγήο αριθμός των αντιδρώντων και των προϊόντων είναι συνήθως ο ίδιος. Σε τέτοιες αντιδράσεις, οι αρχικές ουσίες ανταλλάσσουν άτομα και ακόμη και ολόκληρα συστατικάτα μόριά τους. Για παράδειγμα, όταν ένα διάλυμα CaBr 2 συνδυάζεται με ένα διάλυμα HF, σχηματίζεται ένα ίζημα. Σε διάλυμα, τα ιόντα ασβεστίου και υδρογόνου ανταλλάσσουν ιόντα βρωμίου και φθορίου μεταξύ τους. Η αντίδραση λαμβάνει χώρα μόνο προς μία κατεύθυνση επειδή τα ιόντα ασβεστίου και φθορίου συνδέονται με την αδιάλυτη ένωση CaF 2 και μετά από αυτή την «αντίστροφη ανταλλαγή» ιόντων δεν είναι πλέον δυνατή:
CaBr 2 + 2HF = CaF 2 ¯ + 2HBr
Κατά τη συγχώνευση διαλυμάτων CaCl 2 και Na 2 CO 3, σχηματίζεται επίσης ένα ίζημα, επειδή τα ιόντα ασβεστίου και νατρίου ανταλλάσσουν σωματίδια CO 3 2– και Cl– μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια αδιάλυτη ένωση - ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3.
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2 NaCl
Το βέλος δίπλα στο προϊόν αντίδρασης υποδεικνύει ότι αυτή η ένωση είναι αδιάλυτη και καθιζάνει. Έτσι, το βέλος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να υποδείξει την απομάκρυνση ενός προϊόντος από μια χημική αντίδραση με τη μορφή ιζήματος (¯) ή αερίου (). Για παράδειγμα:
Zn + 2HCl = H 2 + ZnCl 2
Τελευταία αντίδρασηαναφέρεται σε άλλο είδος χημικής αντίδρασης - αντιδράσεις υποκατάσταση. Ψευδάργυρος αντικαταστάθηκευδρογόνο σε συνδυασμό με χλώριο (HCl). Το υδρογόνο απελευθερώνεται με τη μορφή αερίου.
Οι αντιδράσεις υποκατάστασης μπορεί να είναι εξωτερικά παρόμοιες με τις αντιδράσεις ανταλλαγής. Η διαφορά είναι ότι οι αντιδράσεις υποκατάστασης περιλαμβάνουν απαραίτητα άτομα κάποιου είδους απλόςουσίες που αντικαθιστούν άτομα ενός από τα στοιχεία μιας σύνθετης ουσίας. Για παράδειγμα:
2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2 - αντίδραση υποκατάσταση;
στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης υπάρχει μια απλή ουσία - ένα μόριο χλωρίου Cl 2, και στη δεξιά πλευρά υπάρχει μια απλή ουσία - ένα μόριο βρωμίου Br 2.
Σε αντιδράσεις ανταλλαγήτόσο τα αντιδρώντα όσο και τα προϊόντα είναι σύνθετες ουσίες. Για παράδειγμα:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2 NaCl - αντίδραση ανταλλαγή;
Σε αυτή την εξίσωση, τα αντιδρώντα και τα προϊόντα είναι σύνθετες ουσίες.
Η διαίρεση όλων των χημικών αντιδράσεων σε αντιδράσεις συνδυασμού, αποσύνθεσης, υποκατάστασης και ανταλλαγής δεν είναι η μόνη. Υπάρχει ένας άλλος τρόπος ταξινόμησης: με βάση την αλλαγή (ή την έλλειψη αλλαγής) στις καταστάσεις οξείδωσης των αντιδρώντων και των προϊόντων. Σε αυτή τη βάση, όλες οι αντιδράσεις χωρίζονται σε οξειδοαναγωγήςαντιδράσεις και όλα τα άλλα (όχι οξειδοαναγωγή).
Η αντίδραση μεταξύ Zn και HCl δεν είναι μόνο αντίδραση υποκατάστασης, αλλά και αντίδραση οξειδοαναγωγής, επειδή οι καταστάσεις οξείδωσης των ουσιών που αντιδρούν αλλάζουν σε αυτό:
Zn 0 + 2H +1 Cl = H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - μια αντίδραση υποκατάστασης και ταυτόχρονα μια αντίδραση οξειδοαναγωγής.
Λύσηονομάζεται ομοιογενές μείγμα δύο ή περισσότερων συστατικών.
Οι ουσίες με ανάμιξη που παράγουν διάλυμα ονομάζονται συστατικά.
Μεταξύ των συστατικών του διαλύματος υπάρχουν διαλυτό, που μπορεί να είναι περισσότερα από ένα, και διαλυτικό μέσο. Για παράδειγμα, στην περίπτωση διαλύματος ζάχαρης σε νερό, η ζάχαρη είναι η διαλυμένη ουσία και το νερό είναι ο διαλύτης.
Μερικές φορές η έννοια του διαλύτη μπορεί να εφαρμοστεί εξίσου σε οποιοδήποτε από τα συστατικά. Για παράδειγμα, αυτό ισχύει για εκείνα τα διαλύματα που λαμβάνονται με ανάμειξη δύο ή περισσότερων υγρών που είναι ιδανικά διαλυτά μεταξύ τους. Έτσι, συγκεκριμένα, σε ένα διάλυμα που αποτελείται από αλκοόλη και νερό, τόσο η αλκοόλη όσο και το νερό μπορούν να ονομαστούν διαλύτες. Ωστόσο, πιο συχνά σε σχέση με υδατικά διαλύματα, ο διαλύτης ονομάζεται παραδοσιακά νερό και η διαλυμένη ουσία είναι το δεύτερο συστατικό.
Ως ποσοτικό χαρακτηριστικό της σύνθεσης ενός διαλύματος, η έννοια που χρησιμοποιείται συχνότερα είναι κλάσμα μάζαςουσίες σε διάλυμα. Το κλάσμα μάζας μιας ουσίας είναι ο λόγος της μάζας αυτής της ουσίας προς τη μάζα του διαλύματος στο οποίο περιέχεται:
Οπου ω (in-va) – κλάσμα μάζας της ουσίας που περιέχεται στο διάλυμα (g), Μ(v-va) – μάζα της ουσίας που περιέχεται στο διάλυμα (g), m(r-ra) – μάζα του διαλύματος (g).
Από τον τύπο (1) προκύπτει ότι το κλάσμα μάζας μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 1, δηλαδή είναι ένα κλάσμα μονάδας. Από αυτή την άποψη, το κλάσμα μάζας μπορεί επίσης να εκφραστεί ως ποσοστό (%), και σε αυτή τη μορφή εμφανίζεται σχεδόν σε όλα τα προβλήματα. Το κλάσμα μάζας, εκφρασμένο ως ποσοστό, υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τύπο παρόμοιο με τον τύπο (1) με τη μόνη διαφορά ότι ο λόγος της μάζας της διαλυμένης ουσίας προς τη μάζα ολόκληρου του διαλύματος πολλαπλασιάζεται επί 100%:
Για ένα διάλυμα που αποτελείται από δύο μόνο συστατικά, το κλάσμα μάζας της διαλυμένης ουσίας ω(s.v.) και το κλάσμα μάζας του διαλύτη ω(διαλύτης) μπορούν να υπολογιστούν αναλόγως.
Το κλάσμα μάζας της διαλυμένης ουσίας ονομάζεται επίσης συγκέντρωση διαλύματος.
Για ένα διάλυμα δύο συστατικών, η μάζα του είναι το άθροισμα των μαζών της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη:
Επίσης, στην περίπτωση διαλύματος δύο συστατικών, το άθροισμα των κλασμάτων μάζας της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη είναι πάντα 100%:
Είναι προφανές ότι, εκτός από τους τύπους που γράφτηκαν παραπάνω, θα πρέπει να γνωρίζετε και όλους εκείνους τους τύπους που προέρχονται άμεσα μαθηματικά από αυτούς. Για παράδειγμα:
Είναι επίσης απαραίτητο να θυμάστε τον τύπο που συνδέει τη μάζα, τον όγκο και την πυκνότητα μιας ουσίας:
m = ρ∙V
και πρέπει επίσης να γνωρίζετε ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g/ml. Για το λόγο αυτό, ο όγκος του νερού σε χιλιοστόλιτρα είναι αριθμητικά ίσος με τη μάζα του νερού σε γραμμάρια. Για παράδειγμα, 10 ml νερού έχει μάζα 10 g, 200 ml - 200 g κ.λπ.
Για την επιτυχή επίλυση προβλημάτων, εκτός από τη γνώση των παραπάνω τύπων, είναι εξαιρετικά σημαντικό να φέρουμε τις δεξιότητες της εφαρμογής τους στον αυτοματισμό. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την επίλυση ενός μεγάλου αριθμού διαφορετικών προβλημάτων. Μπορούν να λυθούν προβλήματα από πραγματικές Εξετάσεις Ενοποιημένης Πολιτείας με θέμα "Υπολογισμοί με χρήση της έννοιας "κλάσμα μάζας ουσίας σε διάλυμα"".
Παραδείγματα προβλημάτων που περιλαμβάνουν λύσεις
Παράδειγμα 1
Υπολογίστε το κλάσμα μάζας του νιτρικού καλίου σε διάλυμα που λαμβάνεται με ανάμειξη 5 g αλατιού και 20 g νερού.
Λύση:
Η διαλυμένη ουσία στην περίπτωσή μας είναι το νιτρικό κάλιο και ο διαλύτης είναι το νερό. Επομένως, οι τύποι (2) και (3) μπορούν να γραφτούν αντίστοιχα ως:
Από τη συνθήκη m(KNO 3) = 5 g, και m(H 2 O) = 20 g, επομένως:
Παράδειγμα 2
Ποια μάζα νερού πρέπει να προστεθεί σε 20 g γλυκόζης για να ληφθεί διάλυμα γλυκόζης 10%.
Λύση:
Από τις συνθήκες του προβλήματος προκύπτει ότι η διαλυμένη ουσία είναι η γλυκόζη και ο διαλύτης είναι το νερό. Τότε ο τύπος (4) μπορεί να γραφτεί στην περίπτωσή μας ως εξής:
Από την συνθήκη γνωρίζουμε το κλάσμα μάζας (συγκέντρωση) της γλυκόζης και τη μάζα της ίδιας της γλυκόζης. Έχοντας ορίσει τη μάζα του νερού ως x g, μπορούμε να γράψουμε, με βάση τον παραπάνω τύπο, την ακόλουθη εξίσωση ισοδύναμη με αυτήν:
Λύνοντας αυτήν την εξίσωση βρίσκουμε το x:
εκείνοι. m(H2O) = x g = 180 g
Απάντηση: m(H 2 O) = 180 g
Παράδειγμα 3
150 g ενός διαλύματος 15% χλωριούχου νατρίου αναμίχθηκαν με 100 g ενός διαλύματος 20% του ίδιου άλατος. Ποιο είναι το κλάσμα μάζας του αλατιού στο διάλυμα που προκύπτει; Σημειώστε την απάντησή σας στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό.
Λύση:
Για την επίλυση προβλημάτων για την προετοιμασία λύσεων, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο πίνακα:
1η λύση |
2η λύση |
3η λύση |
|
m r.v. |
|||
m λύση |
|||
ω r.v. |
όπου m r.v. , m λύση και ω r.v. - τιμές της μάζας της διαλυμένης ουσίας, της μάζας του διαλύματος και του κλάσματος μάζας της διαλυμένης ουσίας, αντίστοιχα, μεμονωμένες για κάθε ένα από τα διαλύματα.
Από την προϋπόθεση γνωρίζουμε ότι:
m (1) διάλυμα = 150 g,
ω (1) r.v. = 15%,
m (2) διάλυμα = 100 g,
ω (1) r.v. = 20%,
Ας εισαγάγουμε όλες αυτές τις τιμές στον πίνακα, παίρνουμε:
Θα πρέπει να θυμόμαστε τους ακόλουθους τύπους που είναι απαραίτητοι για τους υπολογισμούς:
ω r.v. = 100% ∙ m r.v. /m διάλυμα, m r.v. = m λύση ∙ ω λύση /100% , m διάλυμα = 100% ∙ m διάλυμα /ω r.v.
Ας αρχίσουμε να συμπληρώνουμε τον πίνακα.
Εάν λείπει μόνο μία τιμή από μια γραμμή ή στήλη, μπορεί να μετρηθεί. Εξαίρεση αποτελεί η γραμμή με ω r.v., γνωρίζοντας τις τιμές σε δύο από τα κελιά του, η τιμή στο τρίτο δεν μπορεί να υπολογιστεί.
Μόνο ένα κελί στην πρώτη στήλη λείπει μια τιμή. Μπορούμε λοιπόν να το υπολογίσουμε:
m (1) r.v. = m (1) διάλυμα ∙ ω (1) διάλυμα /100% = 150 g ∙ 15%/100% = 22,5 g
Ομοίως, γνωρίζουμε τις τιμές σε δύο κελιά της δεύτερης στήλης, που σημαίνει:
m (2) r.v. = m (2) διάλυμα ∙ ω (2) διάλυμα /100% = 100 g ∙ 20%/100% = 20 g
Ας εισάγουμε τις υπολογισμένες τιμές στον πίνακα:
Τώρα γνωρίζουμε δύο τιμές στην πρώτη γραμμή και δύο τιμές στη δεύτερη γραμμή. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να υπολογίσουμε τις τιμές που λείπουν (m (3)r.v. και m (3)r-ra):
m (3)r.v. = m (1)r.v. + m (2)r.v. = 22,5 g + 20 g = 42,5 g
m (3) διάλυμα = m (1) διάλυμα + m (2) διάλυμα = 150 g + 100 g = 250 g.
Ας εισάγουμε τις υπολογισμένες τιμές στον πίνακα και πάρουμε:
Τώρα έχουμε φτάσει κοντά στον υπολογισμό της επιθυμητής τιμής του ω (3)r.v. . Στη στήλη όπου βρίσκεται, τα περιεχόμενα των άλλων δύο κελιών είναι γνωστά, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούμε να το υπολογίσουμε:
ω (3)r.v. = 100% ∙ m (3)r.v. /m (3) διάλυμα = 100% ∙ 42,5 g/250 g = 17%
Παράδειγμα 4
50 ml νερού προστέθηκαν σε 200 g διαλύματος χλωριούχου νατρίου 15%. Ποιο είναι το κλάσμα μάζας του αλατιού στο διάλυμα που προκύπτει. Παρακαλούμε δηλώστε την απάντησή σας στο πλησιέστερο εκατοστό του _______%
Λύση:
Καταρχήν θα πρέπει να προσέξουμε ότι αντί για τη μάζα του προστιθέμενου νερού, μας δίνεται ο όγκος του. Ας υπολογίσουμε τη μάζα του, γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g/ml:
μ εσωτ. (H 2 O) = V εσωτ. (Η 2 Ο) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 g/ml = 50 g
Αν θεωρήσουμε το νερό ως διάλυμα χλωριούχου νατρίου 0% που περιέχει 0 g χλωριούχου νατρίου, το πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας τον ίδιο πίνακα όπως στο παραπάνω παράδειγμα. Ας σχεδιάσουμε έναν πίνακα όπως αυτός και ας εισάγουμε τις τιμές που γνωρίζουμε σε αυτόν:
Υπάρχουν δύο γνωστές τιμές στην πρώτη στήλη, οπότε μπορούμε να υπολογίσουμε την τρίτη:
m (1)r.v. = m (1)r-ra ∙ ω (1)r.v. /100% = 200 g ∙ 15%/100% = 30 g,
Στη δεύτερη γραμμή, δύο τιμές είναι επίσης γνωστές, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούμε να υπολογίσουμε την τρίτη:
m (3) διάλυμα = m (1) διάλυμα + m (2) διάλυμα = 200 g + 50 g = 250 g,
Ας εισαγάγουμε τις υπολογισμένες τιμές στα κατάλληλα κελιά:
Τώρα έχουν γίνει γνωστές δύο τιμές στην πρώτη γραμμή, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή του m (3)r.v. στο τρίτο κελί:
m (3)r.v. = m (1)r.v. + m (2)r.v. = 30 g + 0 g = 30 g
ω (3)r.v. = 30/250 ∙ 100% = 12%.
Ακόμη και ένα γραμμάριο μιας ουσίας μπορεί να περιέχει έως και χίλιες διαφορετικές ενώσεις. Κάθε ένωση είναι υπεύθυνη για μια συγκεκριμένη ιδιότητα μιας ουσίας και συμβαίνει να μην είναι μια συγκεκριμένη ουσία, αλλά ένα μείγμα. Σε κάθε περίπτωση, στην παραγωγή υπάρχει συχνά μια κατάσταση ανακύκλωσης χημικών αποβλήτων και το καθήκον χρήσης δευτερογενών πρώτων υλών. Είναι οι χημικές αντιδράσεις που καθιστούν δυνατή την εύρεση και την απομόνωση μιας συγκεκριμένης ουσίας που είναι κυρίαρχη. Αλλά για να το κάνετε αυτό, πρέπει πρώτα να μάθετε πώς να βρίσκετε το κλάσμα μάζας.
Η έννοια του κλάσματος μάζας μιας ουσίας αντανακλά το περιεχόμενο και τη συγκέντρωσή της σε μια σύνθετη χημική δομή, είτε πρόκειται για μείγμα είτε για κράμα. Γνωρίζοντας τη συνολική μάζα ενός κράματος ή μείγματος, μπορείτε να βρείτε τις μάζες των συστατικών τους ουσιών, με την προϋπόθεση ότι είναι γνωστά τα κλάσματα μάζας τους. Πώς να βρείτε το κλάσμα μάζας, ο τύπος εκφράζεται συνήθως ως κλάσμα: κλάσμα μάζας μιας ουσίας μάζα μιας ουσίας / μάζα ολόκληρου του μείγματος.
Ας κάνουμε ένα μικρό πείραμα! Για να γίνει αυτό, θα χρειαστούμε έναν περιοδικό πίνακα χημικών στοιχείων. Mendeleev, ζυγαριά και αριθμομηχανή.
Πώς να βρείτε το κλάσμα μάζας μιας ουσίας
Είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί το κλάσμα μάζας της ουσίας· η ουσία έχει τη μορφή μείγματος. Αρχικά, βάζουμε την ίδια την ουσία στην ζυγαριά. Πήραμε μια μάζα ουσίας. Γνωρίζοντας μια ορισμένη μάζα μιας ουσίας σε ένα μείγμα, μπορούμε εύκολα να λάβουμε το κλάσμα μάζας της. Για παράδειγμα, υπάρχουν 170 γρ. νερό. Περιέχουν 30 γραμμάρια χυμού κερασιού. Συνολικό βάρος=170+30=230 γραμμάρια. Ας χωρίσουμε τη μάζα του χυμού κερασιού στη συνολική μάζα του μείγματος: 30/200=0,15 ή 15%.
Πώς να βρείτε το κλάσμα μάζας ενός διαλύματος
Μπορεί να χρειαστεί λύση σε αυτό το πρόβλημα κατά τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης διαλυμάτων τροφίμων (ξίδι) ή φάρμακα. Δίνεται η μάζα ενός διαλύματος ΚΟΗ, γνωστό και ως υδροξείδιο του καλίου, βάρους 400 γραμμαρίων. Το ΚΟΗ (μάζα της ίδιας της ουσίας) είναι 80 γραμμάρια. Είναι απαραίτητο να βρεθεί το κλάσμα μάζας της χολής στο προκύπτον διάλυμα. Τύπος για την εύρεση του διαλύματος: ΚΟΗ (μάζα διαλύματος υδροξειδίου του καλίου) 300 g, μάζα διαλυμένης ουσίας (KOH) 40 g. Βρείτε ΚΟΗ (κλάσμα μάζας αλκαλίου) στο διάλυμα που προκύπτει, κλάσμα μάζας t. m- μάζα, t (ουσία) = 100%* m (ουσία) / m (διάλυμα (ουσία). Έτσι ΚΟΗ (κλάσμα μάζας διαλύματος υδροξειδίου του καλίου): t (KOH) = 80 g / 400 g x 100% = 20 % .
Πώς να βρείτε το κλάσμα μάζας του άνθρακα σε έναν υδρογονάνθρακα
Για να το κάνουμε αυτό, χρησιμοποιούμε τον περιοδικό πίνακα. Ψάχνουμε για ουσίες στον πίνακα. Ο πίνακας δείχνει την ατομική μάζα των στοιχείων. 6 άνθρακες ατομική μάζα 12 και 12 υδρογόνα με ατομική μάζα ίση με 1. m (C6H12) = 6 x 12 + 12 x 1 = 84 g/mol, ω (C) = 6 m1(C) / m (C6H12) = 6 x 12 / 84 = 85%
Ο προσδιορισμός του κλάσματος μάζας στην παραγωγή πραγματοποιείται σε ειδικά χημικά εργαστήρια. Αρχικά, λαμβάνεται ένα μικρό δείγμα και ελέγχονται διάφορες χημικές αντιδράσεις. Ή εισάγουν λυχνίες που μπορούν να δείξουν την παρουσία ενός ή άλλου συστατικού. Μετά τον προσδιορισμό της αρχικής δομής της ουσίας, μπορεί να ξεκινήσει η απομόνωση των συστατικών. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω απλών χημικών αντιδράσεων, όταν μια ουσία έρχεται σε επαφή με μια άλλη και λαμβάνεται μια νέα, είναι δυνατό να σχηματιστεί ίζημα. Υπάρχουν και πιο προηγμένες μέθοδοι, όπως ηλεκτρόλυση, θέρμανση, ψύξη, εξάτμιση. Για τέτοιες αντιδράσεις χρειάζονται πολλά βιομηχανικός εξοπλισμός. Η παραγωγή, φυσικά, δύσκολα μπορεί να χαρακτηριστεί φιλική προς το περιβάλλον, ωστόσο σύγχρονες τεχνολογίεςΗ επεξεργασία αποβλήτων επιτρέπει την ελαχιστοποίηση της επιβάρυνσης της φύσης.