Mekkora az elem tömeghányada. Egy anyagban lévő kémiai elem tömeghányadának kiszámítása

A kémia kétségtelenül érdekes tudomány. Minden összetettsége ellenére lehetővé teszi számunkra, hogy jobban megértsük a minket körülvevő világ természetét. Ráadásul ebben a témában legalább alapismeretek komolyan segítenek Mindennapi élet. Például egy anyag tömeghányadának meghatározása többkomponensű rendszerben, vagyis bármely komponens tömegének a teljes keverék teljes tömegéhez viszonyított aránya.

Szükséges:

- számológép;
— mérleg (ha először meg kell határoznia a keverék összes összetevőjének tömegét);
- Mengyelejev elemi periódusos rendszere.

Utasítás:

Tehát szükségessé vált, hogy meghatározd tömeghányad anyagokat. Hol kezdjem? Mindenekelőtt az adott feladattól és a munkához rendelkezésre álló eszközöktől függ. Mindenesetre a keverékben lévő komponens tartalmának meghatározásához ismernie kell a tömegét és a keverék teljes tömegét. Ez történhet akár ismert adatok, akár saját kutatások alapján. Ehhez meg kell mérnie a hozzáadott komponenst egy laboratóriumi mérlegen. A keverék elkészítése után mérjük le azt is.
Írja fel a kívánt anyag tömegét a következőképpen: m«, össztömeg a rendszereket a „ M". Ebben az esetben az anyag tömeghányadának képlete a következő formában lesz: W=(m/M)*100. A kapott eredményt százalékban rögzítjük.
Példa: Számítsd ki 115 g vízben oldott 15 gramm konyhasó tömeghányadát!. Megoldás: az oldat össztömegét a képlet határozza meg M=m-től +m-ig c, Ahol m in- víztömeg, m c- asztali só tömege. Egyszerű számításokból megállapítható, hogy az oldat össztömege a 130 gramm. A fenti meghatározási képlet segítségével azt találjuk, hogy az oldat konyhasótartalma egyenlő lesz W=(15/130)*100=12%.
Egy konkrétabb helyzet a meghatározásának szükségessége tömeghányad kémiai elem az anyagban . Pontosan ugyanígy van meghatározva. A számítás fő elve változatlan marad, csak a keverék tömege és a konkrét komponens helyett a kémiai elemek molekulatömegével kell számolni.
Minden szükséges információ megtalálható Mengyelejev periódusos rendszerében. Bontsd fel egy anyag kémiai képletét fő összetevőire. A periódusos rendszer segítségével határozza meg az egyes elemek tömegét. Összefoglalva őket, megkapod molekuláris tömeg az anyagod ( M). Az előző esethez hasonlóan egy anyag, pontosabban egy elem tömeghányadát a tömegének a molekulatömegéhez viszonyított aránya határozza meg. A képlet a következő formában lesz W=(m a/M)*100. Ahol m a- az elem atomtömege, M- az anyag molekulatömege.
Nézzük meg ezt az esetet egy konkrét példa segítségével. Példa: határozza meg a kálium tömeghányadát a káliumban. A hamuzsír kálium-karbonát. A képlete K2CO3. A kálium atomtömege - 39 , szén - 12 , oxigén - 16 . A karbonát molekulatömegét a következőképpen határozzuk meg: M = 2 m K + m C + 2 m O = 2 * 39 + 12 + 2 * 16 = 122. A kálium-karbonát molekula két káliumatomot tartalmaz, amelyek atomtömege egyenlő 39 . Az anyagban lévő kálium tömeghányadát a képlet határozza meg W = (2 m K / M) * 100 = (2 * 39/122) * 100 = 63,93%.

Tömegtört az egyik fontos paraméter, amelyet aktívan használnak a számításokhoz, és nem csak a kémiában. Szirupok és sóoldatok készítése, a műtrágya kijuttatásának kiszámítása a területen egy adott növényhez, előkészítés és cél gyógyszerek. Mindezek a számítások tömeghányadot igényelnek. Az alábbiakban megadjuk a megtalálásának képletét.

A kémiában kiszámítják:

keverék összetevője esetén oldat;
egy vegyület komponensére (kémiai elemre);
a tiszta anyagokban lévő szennyeződésekre.

Az oldat is keverék, csak homogén.

Tömegtört egy keverék (anyag) komponense tömegének a teljes tömegéhez viszonyított aránya. Közönséges számokban vagy százalékban kifejezve.

A megtalálás képlete a következő:

𝑤 = (m (összetevők) · m (keverékek, összetevők)) / 100% .

Egy kémiai elem tömeghányada egy anyagban egy kémiai elem atomtömegének az ebben a vegyületben lévő atomjainak számával szorozva az anyag molekulatömegéhez viszonyított aránya.

Például annak meghatározására w oxigént (oxigént) egy szén-dioxid-molekulában CO2, először határozza meg a teljes vegyület molekulatömegét. Ez 44. A molekula 2 oxigénatomot tartalmaz. Eszközök w az oxigént a következőképpen számítják ki:

w(O) = (Ar(O) 2) / Mr(CO2)) x 100%,

w(O) = ((16 2)/44) x 100% = 72,73%.

Hasonló módon határozzák meg a kémiában pl. w víz kristályos hidrátban - vegyületek komplexe vízzel. Ebben a formában a természetben sok anyag található az ásványi anyagokban.

Például a képlet rézszulfát CuSO4 5H2O. Hogy meghatározza w víz ebben a kristályos hidrátban, helyettesítenie kell a már ismert képletben, ill. úr víz (a számlálóban) és összesen m kristályos hidrát (a nevezőben). úr víz - 18, és teljes kristályos hidrát - 250.

w(H2O) = ((18 5) / 250) 100% = 36%

Anyag tömeghányadának meghatározása keverékekben és oldatokban

Tömegtört kémiai vegyület keverékben vagy oldatban ugyanaz a képlet határozza meg, csak a számláló az oldatban (keverékben) lévő anyag tömege, a nevező pedig a teljes oldat (keverék) tömege lesz:

𝑤 = (m (in-va) · m (oldat)) / 100% .

Kérjük, vegye figyelembe hogy a tömegkoncentráció egy anyag tömegének a tömeghez viszonyított aránya egész megoldás, és nem csak oldószer.

Például oldjunk fel 10 g konyhasót 200 g vízben. Meg kell találnia a só százalékos koncentrációját a kapott oldatban.

A szükséges sókoncentráció meghatározásához m megoldás. Ennek összege:

m (oldat) = m (só) + m (víz) = 10 + 200 = 210 (g).

Keresse meg a só tömeghányadát az oldatban:

𝑤 = (10 210) / 100% = 4,76%

Így a konyhasó koncentrációja az oldatban 4,76% lesz.

Ha a feladatkörülmények nem biztosítják m, és az oldat térfogata, akkor azt tömeggé kell átalakítani. Ez általában a sűrűség meghatározására szolgáló képlet segítségével történik:

ahol m az anyag (oldat, keverék) tömege, V pedig térfogata.

Ezt a koncentrációt használják leggyakrabban. Erre gondolnak (ha nincs külön utasítás), amikor az oldatokban és keverékekben lévő anyagok százalékos arányáról írnak.

A problémák gyakran a szennyeződések koncentrációját adják meg egy anyagban vagy egy anyag ásványi anyagában. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a tiszta vegyület koncentrációját (tömeghányadát) úgy határozzuk meg, hogy a 100%-ból kivonjuk a szennyezőanyag-frakciót.

Például, ha azt mondják, hogy a vasat ásványból nyerik, és a szennyeződések százaléka 80%, akkor tiszta vas az ásványban 100 - 80 = 20%.

Ennek megfelelően, ha azt írják, hogy egy ásvány csak 20% vasat tartalmaz, akkor pontosan ez a 20% vesz részt minden kémiai reakcióban és kémiai termelésben.

Például, a sósavval történő reakcióhoz 200 g természetes ásványt vettünk, amelyben 5% volt a cinktartalom. A felvett cink tömegének meghatározásához ugyanazt a képletet használjuk:

𝑤 = (m (in-va) · m (oldat)) / 100%,

ahonnan megtaláljuk az ismeretlent m megoldás:

m (Zn) = (w 100%) / m (perc)

m (Zn) = (5 100) / 200 = 10 (g)

Vagyis a reakcióhoz vett ásványi anyag 200 g-a 5% cinket tartalmaz.

Feladat. Egy 150 g tömegű rézércminta egyértékű réz-szulfidot és szennyeződéseket tartalmaz, amelynek tömeghányada 15%. Számítsa ki a mintában lévő réz-szulfid tömegét!.

Megoldás feladatok kétféleképpen lehetségesek. Az első az, hogy meg kell találni a szennyeződések tömegét egy ismert koncentrációból, és ki kell vonni az összesből mércminta. A második módszer az, hogy megtaláljuk a tiszta szulfid tömeghányadát, és ennek alapján számítjuk ki a tömegét. Oldjuk meg mindkét módon.

I. módszer

Először megtaláljuk m szennyeződések az ércmintában. Erre már használni fogjuk jól ismert képlet:

𝑤 = (m (szennyeződések) m (minta)) / 100%,

m(szennyeződés) = (w m (minta)) 100%, (A)

m(szennyeződés) = (15 150) / 100% = 22,5 (g).

Most a különbség felhasználásával megtaláljuk a szulfid mennyiségét a mintában:

150-22,5 = 127,5 g

II módszer

Először megtaláljuk w csatlakozások:

100 — 15 = 85%

És most ezt használva, ugyanazt a képletet használva, mint az első módszerben (A képlet), megtaláljuk m réz-szulfid:

m(Cu2S) = (w m (minta)) / 100%,

m(Cu2S) = (85:150)/100% = 127,5 (g).

Válasz: a mintában lévő egyértékű réz-szulfid tömege 127,5 g.

Videó

A videóból megtudhatja, hogyan kell helyesen kiszámítani a kémiai képleteket és hogyan kell megtalálni a tömeghányadot.

Nem kapott választ a kérdésére? Javasolj témát a szerzőknek.

Utasítás

Egy anyag tömeghányadát a következő képlet határozza meg: w = m(in)/m(cm), ahol w az anyag tömeghányada, m(in) az anyag tömege, m(cm) a keverék tömegét. Ha oldott, akkor ez így néz ki: w = m(in)/m(oldat), ahol m(oldat) az oldat tömege. Szükség esetén az oldat tömege is megkereshető: m(oldat) = m(in) + m(oldat), ahol m(oldat) az oldószer tömege. Kívánt esetben a tömeghányad 100%-kal megszorozható.

Ha a problémafelvetés nem ad meg tömegértéket, akkor több képlettel is kiszámítható, az utasításban megadott értékek segítenek a megfelelő kiválasztásában. Az első képlet: m = V*p, ahol m a tömeg, V a térfogat, p a sűrűség. A következő képlet így néz ki: m = n*M, ahol m a tömeg, n az anyag mennyisége, M a moláris tömeg. A moláris tömeg pedig az anyagot alkotó elemek atomtömegéből áll.

A jobb megértés érdekében ebből az anyagból oldjuk meg a problémát. 1,5 g tömegű réz- és magnéziumreszelék keverékét felesleggel kezeltük. A reakció eredményeként a hidrogén térfogata 0,56 l (). Számítsa ki a keverékben lévő réz tömeghányadát!
Ebben a feladatban felírjuk az egyenletét. Két anyag többletből sósavból csak magnézium: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2. A keverékben lévő réz tömeghányadának meghatározásához az értékeket a következő képlettel kell helyettesíteni: w(Cu) = m(Cu)/m(cm). A keverék tömege adott, keressük meg a réz tömegét: m(Cu) = m(cm) – m(Mg). A tömeget keressük: m(Mg) = n(Mg)*M(Mg). A reakcióegyenlet segít megtalálni a magnézium mennyiségét. Megtaláljuk a hidrogén anyag mennyiségét: n = V/Vm = 0,56/22,4 = 0,025 mol. Az egyenlet azt mutatja, hogy n(H2) = n(Mg) = 0,025 mol. A magnézium tömegét úgy számítjuk ki, hogy a moláris 24 g/mol: m(Mg) = 0,025*24 = 0,6 g Határozzuk meg a réz tömegét: m(Cu) = 1,5 – 0,6 = 0,9 g. tömeghányad: w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 vagy 60%.

Videó a témáról

jegyzet

A tömeghányad nem lehet nagyobb egynél, vagy százalékban kifejezve 100%-nál nagyobb.

Források:

"Kémiai kézikönyv", G.P. Khomchenko, 2005.
Az értékesítés részarányának kiszámítása régiónként

A tömeghányad százalékban vagy töredékekben mutatja az oldatban lévő anyag vagy az anyag összetételében lévő elem tartalmát. A tömeghányad kiszámításának képessége nemcsak a kémiaórákon hasznos, hanem akkor is, ha oldatot vagy keveréket szeretne készíteni, például kulináris célokra. Vagy változtass százalék, a már meglévő összetételben.

Utasítás

Például télre legalább 15 köbméterre van szüksége. méter nyírfa tűzifa.
Keresse meg a nyírfa tűzifa sűrűségét a kézikönyvben. Ez: 650 kg/m3.
Számítsa ki a tömeget úgy, hogy az értékeket behelyettesíti ugyanabba a fajsúly képletbe.

m = 650 * 15 = 9750 (kg)

Most a karosszéria teherbírása és kapacitása alapján dönthet a jármű típusáról és az utazások számáról.

Videó a témáról

jegyzet

Az idősebbek jobban ismerik a fajsúly fogalmát. Egy anyag fajlagos sűrűsége megegyezik a fajsúly.

Egy anyag tömeghányada összetettebb szerkezetben, például ötvözetben vagy keverékben mutatja meg a tartalmát. Ha ismert egy keverék vagy ötvözet össztömege, akkor az alkotó anyagok tömeghányadainak ismeretében meg lehet találni a tömegüket. Egy anyag tömeghányadát a tömegének és a teljes keverék tömegének ismeretében találhatja meg. Ez az érték törtekben vagy százalékokban fejezhető ki.

Szükséged lesz

Mérleg;
kémiai elemek periódusos rendszere;
számológép.

Utasítás

Határozza meg a keverékben lévő anyag tömeghányadát a keverék és magának az anyagnak a tömege alapján. Ehhez mérleg segítségével határozzuk meg a keveréket alkotó tömegeket ill. Ezután hajtsa össze őket. A kapott masszát vegyük 100%-nak. A keverékben lévő anyag tömeghányadának meghatározásához osszuk el az m tömegét az M keverék tömegével, és az eredményt szorozzuk meg 100%-kal (ω%=(m/M)∙100%). Például 20 g konyhasót feloldunk 140 g vízben. A só tömeghányadának meghatározásához adja össze e két anyag tömegét M = 140 + 20 = 160 g, majd adja meg az anyag tömeghányadát ω% = (20/160)∙100% = 12,5%.

Ha meg kell találnia egy elem tömeghányadát egy ismert képletű anyagban, használja az elemek periódusos rendszerét. Használatával keresse meg az anyagban lévő elemek atomtömegét. Ha valamelyik többször szerepel a képletben, szorozza meg atomtömeg ezzel a számmal, és add össze az eredményeket. Ez lesz az anyag molekulatömege. Egy ilyen anyagban lévő bármely elem tömeghányadának meghatározásához osszuk el egy adott M0 kémiai képletben szereplő tömegszámát egy adott M anyag molekulatömegével. Az eredményt szorozzuk meg 100%-kal (ω%=(M0/M)∙100 %).

Határozza meg például a kémiai elemek tömeghányadát a réz-szulfátban. A réz (réz-II-szulfát) kémiai képlete CuSO4. Az összetételében szereplő elemek atomtömege Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, ezeknek az elemeknek a tömegszáma M0(Cu)=64 lesz. , M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, figyelembe véve, hogy a molekula 4 atomot tartalmaz. Számítsd ki az anyag molekulatömegét, ez egyenlő a molekulát alkotó anyagok tömegszámainak összegével 64+32+64=160! Határozza meg a réz (Cu) tömeghányadát a réz-szulfát összetételében (ω%=(64/160)∙100%)=40%. Ugyanezen elv alapján meghatározható az anyag összes elemének tömeghányada. A kén tömeghányada (S) ω%=(32/160)∙100%=20%, oxigén (O) ω%=(64/160)∙100%=40%. Felhívjuk figyelmét, hogy az anyag összes tömeghányadának összegének 100%-nak kell lennie.

A kémiai képlet ismeretében kiszámíthatja az anyagban lévő kémiai elemek tömeghányadát. elemet lényegében görögül jelölik. „omega” betű - ω E/V, és a következő képlettel számítják ki:

ahol k ennek az elemnek az atomjainak száma a molekulában.

Mekkora a hidrogén és az oxigén tömeghányada a vízben (H 2 O)?

Megoldás:

Mr (H2O) = 2*Ar (H) + 1*Ar (O) = 2*1 + 1*16 = 18

2) Számítsa ki a hidrogén tömeghányadát a vízben:

3) Számítsa ki az oxigén tömeghányadát a vízben! Mivel a víz csak két kémiai elem atomját tartalmazza, az oxigén tömeghányada egyenlő lesz:

Rizs. 1. Az 1. feladat megoldásának megfogalmazása

Számítsa ki a H 3 PO 4 anyagban lévő elemek tömeghányadát!

1) Számítsa ki az anyag relatív molekulatömegét:

Mr (H3PO4) = 3*Ar (N) + 1*Ar (P) + 4*Ar (O) = 3*1 + 1*31 +4*16 = 98

2) Számítsa ki a hidrogén tömeghányadát az anyagban:

3) Számítsa ki az anyagban lévő foszfor tömeghányadát:

4) Számítsa ki az oxigén tömeghányadát az anyagban:

1. Feladat- és gyakorlatgyűjtemény kémiából: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzhekovsky és mások. „Kémia, 8. osztály” / P.A. Orzsekovszkij, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Kémia munkafüzet: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. 8. évfolyam” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzsekovszkij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (34-36. o.)

3. Kémia: 8. osztály: tankönyv. általános műveltségre intézmények / P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§15)

4. Enciklopédia gyerekeknek. 17. kötet Kémia / Fejezet. ed.V.A. Volodin, Ved. tudományos szerk. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

1. Digitális oktatási források egységes gyűjteménye ().

2. A „Chemistry and Life” folyóirat elektronikus változata ().

4. Videóóra a „Kémiai elem tömeghányada egy anyagban” témában ().

Házi feladat

1. p.78 2. sz a „Kémia: 8. osztály” tankönyvből (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005).

2. Val vel. 34-36 3.5 a kémia munkafüzetből: 8. osztály: P.A. tankönyvéhez. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. 8. évfolyam” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzhekovszkij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

A 17. század óta a kémia megszűnt leíró tudomány lenni. A kémikusok széles körben kezdték alkalmazni az anyag mérését. A minták tömegének meghatározását lehetővé tevő mérlegek kialakítása egyre jobban fejlődött. A gáznemű anyagoknál a tömegen kívül térfogatot és nyomást is mértek. A kvantitatív mérések alkalmazása lehetővé tette a kémiai átalakulások lényegének megértését és az összetett anyagok összetételének meghatározását.

Mint már tudja, egy összetett anyag két vagy több kémiai elemet tartalmaz. Nyilvánvaló, hogy minden anyag tömegét alkotóelemeinek tömegei alkotják. Ez azt jelenti, hogy minden elem az anyag tömegének egy bizonyos részét teszi ki.

Egy elem tömeghányada az összetett anyagban lévő elem tömegének a teljes anyag tömegéhez viszonyított aránya, egység törtrészében (vagy százalékban) kifejezve:

Egy vegyületben lévő elem tömeghányadát latin kisbetű jelzi w("double-ve"), és azt mutatja, hogy egy adott elemnek mekkora hányada (a tömeg egy része) az anyag teljes tömegében. Ez az érték kifejezhető az egység törtrészében vagy százalékban. Természetesen egy összetett anyagban lévő elem tömeghányada mindig kisebb, mint egység (vagy kevesebb, mint 100%). Hiszen az egésznek egy része mindig kisebb, mint az egész, ahogy egy narancsszelet is kisebb, mint az egész narancs.

Például a higany-oxid két elemet tartalmaz - higanyt és oxigént. 50 g anyag melegítésekor 46,3 g higanyt és 3,7 g oxigént kapunk (57. ábra). Számítsuk ki a higany tömeghányadát egy összetett anyagban:

Az oxigén tömeghányada ebben az anyagban kétféleképpen számítható ki. Definíció szerint a higany-oxidban lévő oxigén tömeghányada megegyezik az oxigén tömegének az oxid tömegéhez viszonyított arányával:

Tudva, hogy az anyagban lévő elemek tömeghányadainak összege eggyel (100%), az oxigén tömeghányadát a különbségből kiszámíthatjuk:

w(O) = 1 – 0,926 = 0,074,

w(O) = 100% – 92,6% = 7,4%.

Ahhoz, hogy a javasolt módszerrel megtaláljuk az elemek tömeghányadait, komplex és munkaigényes kémiai kísérletet kell végezni az egyes elemek tömegének meghatározására. Ha egy összetett anyag képlete ismert, ugyanaz a probléma sokkal könnyebben megoldható.

Egy elem tömeghányadának kiszámításához meg kell szorozni a relatív atomtömegét az atomok számával ( n) egy adott elemét a képletben, és el kell osztani az anyag relatív molekulatömegével:

Például vízhez (58. ábra):

úr(H 2 O) = 1 2 + 16 = 18,

1. feladat.Számítsa ki az ammóniában lévő elemek tömeghányadát, amelynek képlete: NH 3 .

Adott:

anyag ammónia NH3.

megtalálja:

w(N), w(H).

Megoldás

1) Számítsa ki az ammónia relatív molekulatömegét:

úr(NH 3) = A r(N) + 3 A r(H) = 14 + 3 1 = 17.

2) Határozza meg a nitrogén tömeghányadát az anyagban:

3) Számítsuk ki a hidrogén tömeghányadát az ammóniában:

w(H) = 1 – w(N) = 1 – 0,8235 = 0,1765 vagy 17,65%.

Válasz. w(N) = 82,35%, w(H)=17,65%.

2. feladat.Számítsa ki a következő képlettel rendelkező kénsavban lévő elemek tömegarányait! H2SO4 .

Adott:

kénsav H 2 SO 4.

megtalálja:

w(H), w(S), w(O).

Megoldás

1) Számítsa ki a kénsav relatív molekulatömegét:

úr(H2SO4) = 2 A r(H)+ A r(S)+4 A r(O) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.

2) Határozza meg a hidrogén tömeghányadát az anyagban:

3) Számítsa ki a kén tömeghányadát a kénsavban:

4. Számítsa ki az oxigén tömeghányadát az anyagban:

w(O) = 1 – ( w(H)+ w(S)) = 1 – (0,0204 + 0,3265) = 0,6531, vagyis 65,31%.

Válasz. w(H) = 2,04%, w(S) = 32,65%, w(O) = 65,31%.

A vegyészeknek gyakrabban kell megoldaniuk az inverz problémát: az elemek tömeghányadainak felhasználásával egy összetett anyag képletének meghatározásához. Egy történelmi példával szemléltetjük, hogyan oldják meg az ilyen problémákat.

Természetes ásványokból - tenoritból és kupritból - két rézvegyületet és oxigént (oxidokat) izoláltak. Az elemek színében és tömegében különböztek egymástól. A fekete-oxidban a réz tömeghányada 80%, az oxigén tömeghányada 20%. A vörösréz-oxidban az elemek tömeghányada 88,9%, illetve 11,1% volt. Mi ezeknek az összetett anyagoknak a képlete? Végezzünk néhány egyszerű matematikai számítást.

1. példa Számítás kémiai formula fekete réz-oxid ( w(Cu) = 0,8 és w(O)=0,2).

x, y– az összetételében lévő kémiai elemek atomjainak számával: Cu x O y.

2) Az indexek aránya megegyezik a vegyületben lévő elem tömeghányadának hányadosával, osztva az elem relatív atomtömegével:

3) Az így kapott összefüggést egész számok arányára kell redukálni: az atomok számát mutató képlet indexei nem lehetnek törtek. Ehhez osszuk el a kapott számokat a kisebbik (vagyis bármelyik) számmal:

A kapott képlet CuO.

2. példa A vörösréz-oxid képletének kiszámítása ismert tömeghányadok felhasználásával w(Cu) = 88,9% és w(O) = 11,1%.

Adott:

w(Cu) = 88,9% vagy 0,889,

w(O) = 11,1% vagy 0,111.

Megtalálja:

Megoldás

1) Jelöljük a réz-oxid képletét x O y.

2) Határozza meg az indexek arányát! xÉs y:

3) Mutassuk be az indexek arányát az egész számok arányához:

Válasz. A vegyület képlete Cu 2 O.

Most bonyolítsuk egy kicsit a feladatot.

3. feladat.Az elemanalízis szerint az alkimisták által hashajtóként használt kalcinált keserűsó összetétele a következő: magnézium tömeghányad - 20,0%, kén tömeghányada - 26,7%, oxigén tömeghányada - 53,3%.

Adott:

w(Mg) = 20,0% vagy 0,2,

w(S) = 26,7% vagy 0,267,

w(O) = 53,3% vagy 0,533.

Megtalálja:

Megoldás

1) Jelöljük indexekkel egy anyag képletét x, y, z: Mg x S y O z.

2) Határozzuk meg az indexek arányát:

3) Határozza meg az indexek értékét! x, y, z:

Válasz. Az anyag képlete MgSO 4.

1. Mekkora egy összetett anyagban lévő elem tömeghányada? Hogyan számítják ki ezt az értéket?

2. Számítsa ki a következő anyagokban lévő elemek tömeghányadát: a) szén-dioxid CO 2 ;
b) kalcium-szulfid CaS; c) nátrium-nitrát NaNO 3; d) alumínium-oxid Al 2 O 3.

3. A nitrogén műtrágyák közül melyik tartalmazza a nitrogén tápelem legnagyobb tömegarányát: a) ammónium-klorid NH 4 Cl; b) ammónium-szulfát (NH4)2SO4; c) karbamid (NH 2) 2 CO?

4. Az ásványi piritben 8 g kén van 7 g vasban. Számítsa ki az anyag egyes elemeinek tömeghányadát, és határozza meg képletét!

5. Az egyik oxidjában a nitrogén tömeghányada 30,43%, az oxigén tömeghányada 69,57%. Határozza meg az oxid képletét!

6. A középkorban a hamuzsír nevű anyagot a tüzek hamujából izolálták, és szappant készítettek belőle. Az anyagban lévő elemek tömegarányai: kálium - 56,6%, szén - 8,7%, oxigén - 34,7%. Határozza meg a hamuzsír képletét!

§ 5.1 Kémiai reakciók. Kémiai reakcióegyenletek

A kémiai reakció az egyik anyag átalakulása egy másikká. Egy ilyen meghatározás azonban egy jelentős kiegészítést igényel. BAN BEN nukleáris reaktor vagy egy gyorsítóban egyes anyagok másokká is átalakulnak, de az ilyen átalakulásokat nem nevezik kémiainak. mi a baj itt? A nukleáris reakciók egy atomreaktorban mennek végbe. Abból állnak, hogy az elemek magjai, amikor nagy energiájú részecskékkel ütköznek (lehet neutronok, protonok és más elemek magjai), töredékekre törnek, amelyek más elemek magjai. Az atommagok egymással való fúziója is lehetséges. Ezek az új atommagok aztán elektronokat nyernek környezetés így két vagy több új anyag képződése teljessé válik. Mindezek az anyagok a periódusos rendszer egyes elemei. Példák az új elemek felfedezésére használt nukleáris reakciókra a 4.4.

A nukleáris reakciókkal ellentétben a kémiai reakciókban kerneleket ez nem érinti atomok. Minden változás csak a külső elektronhéjakban történik. Egyes kémiai kötések megszakadnak, mások képződnek.

A kémiai reakciók olyan jelenségek, amelyek során bizonyos összetételű és tulajdonságú anyagok más összetételű és egyéb tulajdonságú anyagokká alakulnak át. Ebben az esetben az atommagok összetételében nem történik változás.

Vegyünk egy tipikus kémiai reakciót: a földgáz (metán) égését a légköri oxigénben. Azok közül, akiknek van otthonuk gáztűzhely, minden nap megfigyelhetik ezt a reakciót a konyhájukban. Írjuk fel a reakciót az ábra szerint. 5-1.

Rizs. 5-1. A metán CH 4 és az oxigén O 2 egymással reakcióba lépve szén-dioxid CO 2 és víz H 2 O keletkezik. Ebben az esetben a metánmolekulában a C és H közötti kötések megszakadnak, és helyükön szén-oxigén kötések jelennek meg. A korábban a metánhoz tartozó hidrogénatomok kötéseket képeznek az oxigénnel. Az ábrán jól látható, hogy a reakció sikeres végrehajtásához egy metánmolekulát kell venni kettő oxigén molekulák.

A kémiai reakciók rögzítése molekuláris rajzokkal nem túl kényelmes. Ezért a kémiai reakciók rögzítéséhez az anyagok rövidített képleteit használjuk - amint az az ábra alsó részén látható. 5-1. Ezt a bejegyzést ún kémiai reakcióegyenlet.

A különböző elemek atomjainak száma az egyenlet bal és jobb oldalán azonos. A bal oldalon egy szénatom a metán molekulában (CH 4), és a jobb oldalon - azonos Találunk egy szénatomot a CO 2 molekulában. A jobb oldali egyenlet bal oldaláról mind a négy hidrogénatomot biztosan megtaláljuk - a vízmolekulák összetételében.

Egy kémiai reakcióegyenletben az azonos atomok számának kiegyenlítésére Különböző részek egyenleteket használnak esély, amelyek rögzítésre kerülnek előtt anyagok képletei. Az együtthatókat nem szabad összetéveszteni a kémiai képletek indexeivel.

Vegyünk egy másik reakciót - a kalcium-oxid CaO (oltott mész) átalakulását kalcium-hidroxiddá Ca(OH) 2 (oltott mész) víz hatására.

Rizs. 5-2. A kalcium-oxid CaO vízmolekulához kötve H 2 O képződik
kalcium-hidroxid Ca(OH) 2.

A matematikai egyenletekkel ellentétben a kémiai reakcióegyenletek nem rendezhetik át a bal és a jobb oldalt. A kémiai reakcióegyenlet bal oldalán lévő anyagokat ún reagensekés a jobb oldalon - reakciótermékek. Ha átrendezi a bal és a jobb oldalt az egyenletben a 2. 5-2, akkor megkapjuk az egyenletet teljesen különböző kémiai reakció:

Ha a CaO és a H 2 O közötti reakció (5-2. ábra) spontán kezdődik és nagy mennyiségű hő felszabadulásával megy végbe, akkor az utolsó reakció végrehajtásához erős melegítésre van szükség, ahol a Ca (OH) 2 szolgál. a reagenst.

Vegye figyelembe, hogy a kémiai reakcióegyenletekben egyenlőségjel helyett nyilat is használhat. A nyíl kényelmes, mert mutatja irány a reakció lefolyása.

Tegyük hozzá azt is, hogy a reagensek és termékek nem feltétlenül lehetnek molekulák, hanem atomok is - ha bármilyen elem vagy elemek tiszta formában részt vesznek a reakcióban. Például:

H 2 + CuO = Cu + H 2 O

A kémiai reakciók osztályozásának számos módja van, ezek közül kettőt fogunk figyelembe venni.

Az első szerint minden kémiai reakciót megkülönböztetünk a jellemző szerint a kiindulási és véganyagok számának változása. Itt 4 típusú kémiai reakciót találhat:

Reakciók KAPCSOLATOK,

Reakciók BOMLÁSOK,

Reakciók CSERE,

Reakciók CSERE.

Adjunk konkrét példák ilyen reakciók. Ehhez térjünk vissza az oltott mész előállításának egyenletéhez és az égetett mész előállításának egyenletéhez:

CaO + H 2 O = Ca (OH) 2

Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O

Ezek a reakciók különböző típusok kémiai reakciók. Az első reakció tipikus reakció kapcsolatokat, mivel előfordulása során két anyag CaO és H 2 O egyesül: Ca (OH) 2.

A második reakció Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O tipikus reakció bomlás: Itt egy Ca(OH) 2 anyag lebomlik, és két másik anyag keletkezik.

A reakciókban csere a reaktánsok és a termékek száma általában azonos. Az ilyen reakciókban a kiindulási anyagok atomokat, sőt egészet cserélnek alkatrészek a molekuláikat. Például, ha CaBr 2 oldatot HF oldattal kombinálunk, csapadék képződik. Az oldatban a kalciumionok és a hidrogénionok bróm- és fluorionokat cserélnek egymással. A reakció csak egy irányba megy végbe, mert a kalcium és fluor ionok az oldhatatlan CaF 2 vegyülethez kötődnek, és ezt követően az ionok „fordított cseréje” már nem lehetséges:

CaBr 2 + 2HF = CaF 2 ¯ + 2HBr

A CaCl 2 és a Na 2 CO 3 oldatok összeolvasztásakor csapadék is képződik, mivel a kalcium- és nátriumionok a CO 3 2– és a Cl– részecskéit egymással kicserélik, így oldhatatlan vegyületet - kalcium-karbonátot CaCO 3 - képeznek.

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl

A reakciótermék melletti nyíl azt jelzi, hogy ez a vegyület oldhatatlan és kicsapódik. Így a nyíl arra is használható, hogy jelezze a kémiai reakcióból származó termék csapadék (¯) vagy gáz () formájában történő eltávolítását. Például:

Zn + 2HCl = H 2 + ZnCl 2

Az utolsó reakció egy másik típusú kémiai reakcióhoz tartozik - a reakciókhoz helyettesítés. Cink lecserélték hidrogén klórral (HCl) való kombinációjában. A hidrogén gáz formájában szabadul fel.

A szubsztitúciós reakciók külsőleg hasonlóak lehetnek a cserereakciókhoz. A különbség az, hogy a szubsztitúciós reakciók szükségszerűen tartalmaznak valamilyen atomot egyszerű olyan anyagok, amelyek egy összetett anyag egyik elemének atomjait helyettesítik. Például:

2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2 - reakció helyettesítés;

az egyenlet bal oldalán van egy egyszerű anyag - egy klórmolekula Cl 2, a jobb oldalon pedig egy egyszerű anyag - egy brómmolekula Br 2.

A reakciókban csere mind a reagensek, mind a termékek összetett anyagok. Például:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl - reakció csere;

Ebben az egyenletben a reagensek és a termékek összetett anyagok.

Az összes kémiai reakció felosztása kombinációs, bomlási, helyettesítési és cserereakciókra nem az egyetlen. Van egy másik osztályozási mód is: a reaktánsok és termékek oxidációs állapotának változása (vagy változásának hiánya) alapján. Ezen az alapon minden reakciót felosztanak redox reakciók és minden más (nem redox).

A Zn és a HCl közötti reakció nem csak szubsztitúciós reakció, hanem egyben redox reakció, mert megváltozik benne a reagáló anyagok oxidációs állapota:

Zn 0 + 2H +1 Cl = H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - szubsztitúciós reakció és egyben redox reakció.