Kokia yra elemento masės dalis. Cheminio elemento masės dalies apskaičiavimas medžiagoje

Chemija tikrai yra įdomus mokslas. Nepaisant viso sudėtingumo, jis leidžia mums geriau suprasti mus supančio pasaulio prigimtį. Be to, rimtai padės bent pagrindinės žinios šiuo klausimu Kasdienybė. Pavyzdžiui, nustatant medžiagos masės dalį daugiakomponentėje sistemoje, tai yra, bet kurio komponento masės ir bendros viso mišinio masės santykį.

Būtina:

- skaičiuotuvas;
— svarstyklės (jei pirmiausia reikia nustatyti visų mišinio komponentų masę);
Mendelejevo periodinė elementų lentelė.

Instrukcijos:

Taigi, jums tapo būtina nustatyti masės dalis medžiagų. Kur pradėti? Visų pirma, tai priklauso nuo konkrečios užduoties ir darbo įrankių. Tačiau bet kuriuo atveju, norėdami nustatyti komponento kiekį mišinyje, turite žinoti jo masę ir bendrą mišinio masę. Tai galima padaryti remiantis žinomais duomenimis arba jūsų pačių atliktais tyrimais. Norėdami tai padaryti, turėsite pasverti pridėtą komponentą laboratorinėmis svarstyklėmis. Paruošę mišinį taip pat pasverkite.
Užrašykite reikiamos medžiagos masę kaip „ m«, bendros masės priskirti sistemas pavadinimui „ M“. Šiuo atveju medžiagos masės dalies formulė bus tokia: W=(m/M)*100. Gautas rezultatas registruojamas procentais.
Pavyzdys: apskaičiuokite 15 gramų valgomosios druskos, ištirpintos 115 g vandens, masės dalį. Sprendimas: bendra tirpalo masė nustatoma pagal formulę M=m iki +m c, Kur m in- vandens masė, m c- valgomosios druskos masė. Iš paprastų skaičiavimų galima nustatyti, kad bendra tirpalo masė yra 130 gramų. Naudodami aukščiau pateiktą nustatymo formulę, nustatome, kad valgomosios druskos kiekis tirpale bus lygus W=(15/130)*100=12 %.
Konkretesnė situacija yra būtinybė nustatyti masės dalis cheminis elementas materijoje . Jis apibrėžiamas lygiai taip pat. Pagrindinis skaičiavimo principas išliks tas pats, tik vietoj mišinio masės ir konkretaus komponento teks susidurti su cheminių elementų molekulinėmis masėmis.
Visą reikiamą informaciją galima rasti Mendelejevo periodinėje lentelėje. Suskaidykite cheminės medžiagos formulę į pagrindinius komponentus. Naudodami periodinę lentelę, nustatykite kiekvieno elemento masę. Susumavus juos, jūs gaunate molekulinė masė tavo medžiaga ( M). Panašiai kaip ir ankstesniu atveju, medžiagos masės dalis arba, tiksliau, elementas bus nustatomas pagal jo masės ir molekulinės masės santykį. Formulė bus tokia W=(m a/M)*100. Kur m a- elemento atominė masė, M- medžiagos molekulinė masė.
Pažvelkime į šį atvejį naudodami konkretų pavyzdį. Pavyzdys: nustatyti kalio masės dalį kalyje. Kalis yra kalio karbonatas. Jo formulė K2CO3. Kalio atominė masė - 39 , anglis - 12 , deguonis - 16 . Karbonato molekulinė masė bus nustatyta taip: M = 2 m K + m C + 2 m O = 2 * 39 + 12 + 2 * 16 = 122. Kalio karbonato molekulėje yra du kalio atomai, kurių atominė masė lygi 39 . Kalio masės dalis medžiagoje bus nustatyta pagal formulę W = (2 m K / M) * 100 = (2 * 39/122) * 100 = 63,93 %.

Masės dalis yra vienas iš svarbių parametrų, kuris aktyviai naudojamas skaičiavimams ir ne tik chemijoje. Sirupų ir sūrymų ruošimas, tręšimo į plotą tam tikram augalui apskaičiavimas, paruošimas ir paskirtis vaistai. Visiems šiems skaičiavimams reikalinga masės dalis. Formulė, kaip ją rasti, bus pateikta žemiau.

Chemijoje apskaičiuojama:

mišinio komponentui – tirpalas;
junginio komponentui (cheminiam elementui);
dėl priemaišų grynose medžiagose.

Tirpalas taip pat yra mišinys, tik vienalytis.

Masės dalis yra mišinio (medžiagos) komponento masės ir visos jos masės santykis. Išreiškiamas įprastais skaičiais arba procentais.

Radimo formulė yra tokia:

𝑤 = (m (komponentai) · m (mišiniai, ingredientai)) / 100% .

Cheminio elemento masės dalis Medžiagoje randamas cheminio elemento atominės masės, padaugintos iš jo atomų skaičiaus šiame junginyje, ir medžiagos molekulinės masės santykiu.

Pavyzdžiui, norint nustatyti w deguonies (deguonies) anglies dioksido CO2 molekulėje, pirmiausia randame viso junginio molekulinę masę. Jis yra 44. Molekulėje yra 2 deguonies atomai. Reiškia w deguonis apskaičiuojamas taip:

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

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

Panašiai chemijoje jie apibrėžia, pvz. w vanduo kristaliniame hidrate – junginių kompleksas su vandeniu. Tokia forma gamtoje daug medžiagų yra mineraluose.

Pavyzdžiui, formulė vario sulfatas CuSO4 5H2O. Siekiant nustatyti w vandens šiame kristaliniame hidrate, reikia atitinkamai pakeisti jau žinoma formule, Ponas vandens (skaitiklyje) ir iš viso m kristalinis hidratas (vardiklyje). Ponas vanduo - 18, o bendras kristalinis hidratas - 250.

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

Medžiagos masės dalies mišiniuose ir tirpaluose nustatymas

Masės dalis cheminis junginys mišinyje ar tirpale nustatoma ta pačia formule, tik skaitiklis bus tirpale (mišinyje) esančios medžiagos masė, o vardiklis – viso tirpalo (mišinio) masė:

𝑤 = (m (in-va) · m (tirpalas)) / 100 % .

Atkreipkite dėmesį ta masės koncentracija yra medžiagos masės ir masės santykis visas sprendimas, o ne tik tirpiklis.

Pavyzdžiui, 10 g valgomosios druskos ištirpinkite 200 g vandens. Gautame tirpale reikia rasti procentinę druskos koncentraciją.

Norint nustatyti mums reikalingą druskos koncentraciją m sprendimas. Tai sudaro:

m (tirpalas) = m (druska) + m (vanduo) = 10 + 200 = 210 (g).

Raskite druskos masės dalį tirpale:

𝑤 = (10 210) / 100 % = 4,76 %

Taigi, valgomosios druskos koncentracija tirpale bus 4,76%.

Jei užduoties sąlygos nenumato m, ir tirpalo tūrį, tada jį reikia paversti mase. Paprastai tai atliekama naudojant tankio nustatymo formulę:

čia m – medžiagos (tirpalo, mišinio) masė, o V – jos tūris.

Ši koncentracija naudojama dažniausiai. Tai turima omenyje (jei nėra atskirų nurodymų), kai rašoma apie medžiagų procentą tirpaluose ir mišiniuose.

Problemos dažnai lemia priemaišų koncentraciją medžiagoje arba jos mineraluose esančią medžiagą. Atkreipkite dėmesį, kad gryno junginio koncentracija (masės dalis) bus nustatyta iš 100 % atėmus priemaišų frakciją.

Pavyzdžiui, jei sakoma, kad geležis gaunama iš mineralo, o priemaišų procentas yra 80%, tada gryna geležis minerale 100 - 80 = 20%.

Atitinkamai, jei parašyta, kad minerale yra tik 20% geležies, tai būtent šie 20% dalyvaus visose cheminėse reakcijose ir cheminių medžiagų gamyboje.

Pavyzdžiui, reakcijai su druskos rūgštimi paėmėme 200 g natūralaus mineralo, kuriame cinko buvo 5 proc. Norėdami nustatyti paimto cinko masę, naudojame tą pačią formulę:

𝑤 = (m (in-va) m (tirpalas)) / 100 %

iš kurių randame nežinomybę m sprendimas:

m (Zn) = (w 100%) / m (min.)

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

Tai yra, 200 g reakcijai paimto mineralo yra 5% cinko.

Užduotis. 150 g sveriančiame vario rūdos mėginyje yra vienavalenčio vario sulfido ir priemaišų, kurių masės dalis yra 15%. Apskaičiuokite vario sulfido masę mėginyje.

Sprendimas užduotys galimos dviem būdais. Pirmiausia reikia rasti priemaišų masę iš žinomos koncentracijos ir atimti ją iš bendros sumos m rūdos pavyzdys. Antrasis būdas yra rasti gryno sulfido masės dalį ir pagal ją apskaičiuoti jo masę. Išspręskime abiem būdais.

I metodas

Pirmiausia rasime m priemaišų rūdos mėginyje. Tam mes jau naudosime gerai žinoma formulė:

𝑤 = (m (priemaišos) m (mėginys)) / 100%,

m (priemaiša) = (w m (mėginys)) 100%, (A)

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

Dabar, naudodami skirtumą, randame sulfido kiekį mėginyje:

150 - 22,5 = 127,5 g

II metodas

Pirmiausia randame w jungtys:

100 — 15 = 85%

Ir dabar, naudodami tą pačią formulę, kaip ir pirmuoju metodu (A formulė), randame m vario sulfidas:

m(Cu2S) = (w m (pavyzdys)) / 100 %

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

Atsakymas: vienvalenčio vario sulfido masė mėginyje yra 127,5 g.

Vaizdo įrašas

Iš vaizdo įrašo sužinosite, kaip teisingai apskaičiuoti chemines formules ir kaip rasti masės dalį.

Negavai atsakymo į savo klausimą? Siūlykite temą autoriams.

Instrukcijos

Medžiagos masės dalis randama pagal formulę: w = m(in)/m(cm), čia w yra medžiagos masės dalis, m(in) yra medžiagos masė, m(cm) yra mišinio masės. Jei ištirpsta, tai atrodo taip: w = m(in)/m(tirpalas), kur m(tirpalas) yra tirpalo masė. Jei reikia, galima rasti ir tirpalo masę: m(tirpalas) = m(in) + m(tirpalas), čia m(tirpalas) yra tirpiklio masė. Jei pageidaujama, masės dalis gali būti padauginta iš 100%.

Jei problemos teiginys nepateikia masės vertės, tada ją galima apskaičiuoti naudojant kelias formules, kurios padės pasirinkti tinkamą teiginį. Pirmoji formulė: m = V*p, kur m yra masė, V yra tūris, p yra tankis. Ši formulė atrodo taip: m = n*M, kur m yra masė, n yra medžiagos kiekis, M yra molinė masė. Molinė masė, savo ruožtu, susideda iš elementų, sudarančių medžiagą, atominių masių.

Norėdami geriau suprasti šios medžiagos spręskime problemą. Vario ir magnio drožlių mišinys, sveriantis 1,5 g, buvo apdorotas pertekliumi. Dėl reakcijos vandenilio tūris yra 0,56 l (). Apskaičiuokite vario masės dalį mišinyje.
Šiame uždavinyje užrašome jo lygtį. Dviejų medžiagų perteklius druskos rūgšties tik magnis: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2. Norėdami rasti vario masės dalį mišinyje, turite pakeisti reikšmes į šią formulę: w(Cu) = m(Cu)/m(cm). Pateikta mišinio masė, raskime vario masę: m(Cu) = m(cm) – m(Mg). Ieškome masės: m(Mg) = n(Mg)*M(Mg). Reakcijos lygtis padės rasti magnio kiekį. Randame vandenilio medžiagos kiekį: n = V/Vm = 0,56/22,4 = 0,025 mol. Lygtis rodo, kad n(H2) = n(Mg) = 0,025 mol. Apskaičiuojame magnio masę, žinodami, kad molinė masė yra 24 g/mol: m(Mg) = 0,025*24 = 0,6 g. Raskite vario masę: m(Cu) = 1,5 – 0,6 = 0,9 g masės dalis: w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 arba 60%.

Video tema

pastaba

Masės dalis negali būti didesnė nei viena arba, jei išreikšta procentais, didesnė nei 100 %.

Šaltiniai:

„Chemijos vadovas“, G.P. Chomčenka, 2005 m.
Pardavimų dalies apskaičiavimas pagal regionus

Masės dalis procentais arba dalimis parodo medžiagos kiekį tirpale arba medžiagos sudėties elementą. Galimybė skaičiuoti masės dalį praverčia ne tik chemijos pamokose, bet ir tuomet, kai norima paruošti tirpalą ar mišinį, pavyzdžiui, kulinarijos reikmėms. Arba pakeisti procentais, jau turimoje kompozicijoje.

Instrukcijos

Pavyzdžiui, žiemai reikia ne mažiau kaip 15 kubinių metrų. metrų beržinių malkų.
Beržinių malkų tankio ieškokite žinyne. Tai yra: 650 kg/m3.
Apskaičiuokite masę, pakeisdami reikšmes į tą pačią savitojo svorio formulę.

m = 650 * 15 = 9750 (kg)

Dabar pagal kėbulo apkrovą ir talpą galite nuspręsti dėl transporto priemonės tipo ir kelionių skaičiaus.

Video tema

pastaba

Vyresnio amžiaus žmonės yra labiau susipažinę su specifinio svorio sąvoka. Specifinis medžiagos tankis yra toks pat kaip specifinė gravitacija.

Medžiagos masės dalis rodo jos sudėtį sudėtingesnėje struktūroje, pavyzdžiui, lydinyje arba mišinyje. Jei žinoma bendra mišinio ar lydinio masė, tai žinant sudedamųjų medžiagų masės dalis, galima rasti jų mases. Medžiagos masės dalį galite rasti žinodami jos masę ir viso mišinio masę. Ši vertė gali būti išreikšta trupmenomis arba procentais.

Jums reikės

svarstyklės;
periodinė cheminių elementų lentelė;
skaičiuotuvas.

Instrukcijos

Pagal mišinio ir pačios medžiagos mases nustatoma mišinyje esančios medžiagos masės dalis. Norėdami tai padaryti, naudokite skalę, kad nustatytumėte mišinio mases arba. Tada sulenkite juos. Gautą masę paimkite kaip 100%. Norėdami rasti mišinio medžiagos masės dalį, jos masę m padalykite iš mišinio M masės ir gautą rezultatą padauginkite iš 100% (ω%=(m/M)∙100%). Pavyzdžiui, 20 g valgomosios druskos ištirpinama 140 g vandens. Norėdami rasti druskos masės dalį, sudėkite šių dviejų medžiagų mases M = 140 + 20 = 160 g. Tada suraskite medžiagos masės dalį ω% = (20/160)∙100% = 12,5%.

Jei reikia rasti elemento masės dalį medžiagoje, kurios formulė yra žinoma, naudokite periodinę elementų lentelę. Naudodamiesi juo raskite elementų, esančių medžiagoje, atomines mases. Jei vienas formulėje yra daugiau nei vieną kartą, padauginkite jį atominė masė pagal šį skaičių ir sudėkite rezultatus. Tai bus medžiagos molekulinė masė. Norėdami rasti bet kurio elemento masės dalį tokioje medžiagoje, padalykite jo masės skaičių pagal pateiktą cheminę formulę M0 iš tam tikros medžiagos M molekulinės masės. Gautą rezultatą padauginkite iš 100% (ω%=(M0/M)∙100 %).

Pavyzdžiui, nustatykite cheminių elementų masės dalį vario sulfate. Varis (vario II sulfatas) turi cheminę formulę CuSO4. Į jo sudėtį įeinančių elementų atominės masės lygios Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, šių elementų masės skaičiai bus lygūs M0(Cu)=64 , M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, atsižvelgiant į tai, kad molekulėje yra 4 atomai. Apskaičiuokite medžiagos molekulinę masę, ji lygi medžiagų, sudarančių molekulę, masių skaičių sumai 64+32+64=160. Nustatykite vario (Cu) masės dalį vario sulfato sudėtyje (ω%=(64/160)∙100%)=40%. Taikant tą patį principą, galima nustatyti visų šios medžiagos elementų masės dalis. Sieros masės dalis (S) ω%=(32/160)∙100%=20%, deguonis (O) ω%=(64/160)∙100%=40%. Atkreipkite dėmesį, kad visų medžiagos masės dalių suma turi būti 100%.

Žinodami cheminę formulę, galite apskaičiuoti cheminių elementų masės dalį medžiagoje. elementas iš esmės žymimas graikiškai. raidė „omega“ - ω E/V ir apskaičiuojama pagal formulę:

kur k yra šio elemento atomų skaičius molekulėje.

Kokia vandenilio ir deguonies masės dalis vandenyje (H 2 O)?

Sprendimas:

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

2) Apskaičiuokite vandenilio masės dalį vandenyje:

3) Apskaičiuokite deguonies masės dalį vandenyje. Kadangi vandenyje yra tik dviejų cheminių elementų atomai, deguonies masės dalis bus lygi:

Ryžiai. 1. 1 uždavinio sprendimo formulavimas

Apskaičiuokite elementų masės dalį medžiagoje H 3 PO 4.

1) Apskaičiuokite santykinę medžiagos molekulinę masę:

M r (N 3 PO 4) = 3 * A r (N) + 1 * A r (P) + 4 * A r (O) = 3 * 1 + 1 * 31 + 4 * 16 = 98

2) Apskaičiuokite vandenilio masės dalį medžiagoje:

3) Apskaičiuokite fosforo masės dalį medžiagoje:

4) Apskaičiuokite deguonies masės dalį medžiagoje:

1. Chemijos uždavinių ir pratimų rinkinys: 8 klasė: į vadovėlį P.A. Oržekovskis ir kiti „Chemija, 8 klasė“ / P.A. Oržekovskis, N.A. Titovas, F.F. Hegelis. - M.: AST: Astrel, 2006 m.

2. Ušakova O.V. Chemijos sąsiuvinis: 8 klasė: į vadovėlį P.A. Oržekovskis ir kiti „Chemija. 8 klasė“ / O.V. Ušakova, P.I. Bespalovas, P.A. Oržekovskis; pagal. red. prof. P.A. Oržekovskis – M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 34-36)

3. Chemija: 8 klasė: vadovėlis. bendrajam lavinimui institucijos / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontakas. M.: AST: Astrel, 2005. (§15)

4. Enciklopedija vaikams. 17 tomas. Chemija / skyrius. red.V.A. Volodinas, Ved. mokslinis red. I. Leensonas. - M.: Avanta+, 2003 m.

1. Vieningas skaitmeninių edukacinių išteklių rinkinys ().

2. Elektroninė žurnalo „Chemija ir gyvenimas“ versija ().

4. Vaizdo pamoka tema „Cheminio elemento masės dalis medžiagoje“ ().

Namų darbai

1. p.78 Nr.2 iš vadovėlio „Chemija: 8 klasė“ (P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005).

2. Su. 34-36 Nr.3.5 iš chemijos darbo knygos: 8 klasė: į P.A. vadovėlį. Oržekovskis ir kiti „Chemija. 8 klasė“ / O.V. Ušakova, P.I. Bespalovas, P.A. Oržekovskis; pagal. red. prof. P.A. Oržekovskis - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006 m.

Nuo XVII a chemija nustojo būti aprašomuoju mokslu. Chemijos mokslininkai pradėjo plačiai naudoti medžiagos matavimą. Vis labiau tobulinama svarstyklių konstrukcija, leidžianti nustatyti mėginių mases. Dujinėms medžiagoms, be masės, buvo matuojamas tūris ir slėgis. Kiekybinių matavimų naudojimas leido suprasti cheminių virsmų esmę ir nustatyti sudėtingų medžiagų sudėtį.

Kaip jau žinote, sudėtingoje medžiagoje yra du ar daugiau cheminių elementų. Akivaizdu, kad visos materijos masė susideda iš ją sudarančių elementų masės. Tai reiškia, kad kiekvienas elementas sudaro tam tikrą medžiagos masės dalį.

Elemento masės dalis yra šio elemento masės sudėtingoje medžiagoje ir visos medžiagos masės santykis, išreikštas vieneto dalimis (arba procentais):

Elemento masės dalis junginyje nurodoma lotyniška maža raide w(„double-ve“) ir parodo tam tikram elementui priskiriamą dalį (masės dalį) bendroje medžiagos masėje. Ši vertė gali būti išreikšta vieneto dalimis arba procentais. Žinoma, elemento masės dalis sudėtingoje medžiagoje visada yra mažesnė už vienetą (arba mažesnė nei 100%). Juk dalis visumos visada yra mažesnė už visumą, kaip ir apelsino skiltelė mažesnė už visą apelsiną.

Pavyzdžiui, gyvsidabrio okside yra du elementai – gyvsidabris ir deguonis. Kaitinant 50 g šios medžiagos, gaunama 46,3 g gyvsidabrio ir 3,7 g deguonies (57 pav.). Apskaičiuokime gyvsidabrio masės dalį sudėtingoje medžiagoje:

Deguonies masės dalis šioje medžiagoje gali būti apskaičiuojama dviem būdais. Pagal apibrėžimą deguonies masės dalis gyvsidabrio okside yra lygi deguonies masės ir oksido masės santykiui:

Žinant, kad elementų masės dalių suma medžiagoje yra lygi vienetui (100%), deguonies masės dalį galima apskaičiuoti pagal skirtumą:

w(O) = 1 – 0,926 = 0,074,

w(O) = 100 % – 92,6 % = 7,4 %.

Norint rasti elementų masės dalis siūlomu metodu, būtina atlikti sudėtingą ir daug darbo reikalaujantį cheminį eksperimentą, siekiant nustatyti kiekvieno elemento masę. Jei sudėtingos medžiagos formulė yra žinoma, tą pačią problemą galima išspręsti daug lengviau.

Norėdami apskaičiuoti elemento masės dalį, turite padauginti jo santykinę atominę masę iš atomų skaičiaus ( n) tam tikro elemento formulėje ir padalykite iš santykinės medžiagos molekulinės masės:

Pavyzdžiui, vandeniui (58 pav.):

Ponas(H2O) = 1 2 + 16 = 18,

1 užduotis.Apskaičiuokite elementų masės dalis amoniake, kurio formulė yra NH3 .

Duota:

medžiaga amoniakas NH3.

Rasti:

w(N), w(H).

Sprendimas

1) Apskaičiuokite santykinę amoniako molekulinę masę:

Ponas(NH3) = A r(N)+3 A r(H) = 14 + 3 1 = 17.

2) Raskite azoto masės dalį medžiagoje:

3) Apskaičiuokime vandenilio masės dalį amoniake:

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

Atsakymas. w(N) = 82,35 % w(H) = 17,65 %.

2 užduotis.Apskaičiuokite elementų masės dalis sieros rūgštyje, kurios formulė H2SO4 .

Duota:

sieros rūgštis H2SO4.

Rasti:

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

Sprendimas

1) Apskaičiuokite sieros rūgšties santykinę molekulinę masę:

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

2) Raskite vandenilio masės dalį medžiagoje:

3) Apskaičiuokite sieros masės dalį sieros rūgštyje:

4. Apskaičiuokite deguonies masės dalį medžiagoje:

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

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

Dažniau chemikams tenka spręsti atvirkštinę problemą: naudojant elementų masės dalis sudėtingos medžiagos formulei nustatyti. Iliustruojame, kaip tokios problemos sprendžiamos vienu istoriniu pavyzdžiu.

Iš natūralių mineralų buvo išskirti du vario junginiai su deguonimi (oksidais) – tenoritas ir kupritas. Jie skyrėsi vienas nuo kito elementų spalva ir masės dalimis. Juodajame okside vario masės dalis buvo 80%, o deguonies masės dalis buvo 20%. Raudonajame vario okside elementų masės dalys buvo atitinkamai 88,9% ir 11,1%. Kokios yra šių sudėtingų medžiagų formulės? Atlikime keletą paprastų matematinių skaičiavimų.

1 pavyzdys. Skaičiavimas cheminė formulė juodasis vario oksidas ( w(Cu) = 0,8 ir w(O) = 0,2).

x, y– pagal cheminių elementų atomų skaičių jo sudėtyje: Cu x O y.

2) Indeksų santykis yra lygus junginyje esančio elemento masės dalies koeficientų, padalytų iš elemento santykinės atominės masės, santykiui:

3) Gautas ryšys turi būti sumažintas iki sveikųjų skaičių santykio: formulės, rodančios atomų skaičių, indeksai negali būti trupmeniniai. Norėdami tai padaryti, gautus skaičius padalinkite iš mažesnio (t. y. bet kurio) iš jų:

Gauta formulė yra CuO.

2 pavyzdys. Raudonojo vario oksido formulės apskaičiavimas naudojant žinomas masės dalis w(Cu) = 88,9% ir w(O) = 11,1 %.

Duota:

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

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

Rasti:

Sprendimas

1) Pažymime Cu oksido formulę x O y.

2) Raskite indeksų santykį x Ir y:

3) Pateiksime indeksų santykį su sveikųjų skaičių santykiu:

Atsakymas. Junginio formulė yra Cu2O.

Dabar šiek tiek apsunkinkime užduotį.

3 užduotis.Remiantis elementų analize, degintos karčios druskos, kurią alchemikai naudojo kaip vidurius laisvinantį vaistą, sudėtis yra tokia: magnio masės dalis - 20,0%, sieros masės dalis - 26,7%, deguonies masės dalis - 53,3%.

Duota:

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

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

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

Rasti:

Sprendimas

1) Medžiagos formulę pažymėkime indeksais x, y, z: Mg x S y O z.

2) Raskime indeksų santykį:

3) Nustatykite indeksų vertę x, y, z:

Atsakymas. Medžiagos formulė yra MgSO 4.

1. Kokia yra elemento masės dalis sudėtingoje medžiagoje? Kaip ši vertė apskaičiuojama?

2. Apskaičiuokite elementų masės dalis medžiagose: a) anglies dioksidas CO 2;
b) kalcio sulfido CaS; c) natrio nitratas NaNO 3; d) aliuminio oksidas Al 2 O 3.

3. Kuriose azoto trąšose yra didžiausia maistinio elemento azoto masės dalis: a) amonio chloridas NH 4 Cl; b) amonio sulfatas (NH4)2SO4; c) karbamidas (NH 2) 2 CO?

4. Mineraliniame pirite 7 g geležies yra 8 g sieros. Apskaičiuokite kiekvieno šios medžiagos elemento masės dalis ir nustatykite jo formulę.

5. Azoto masės dalis viename iš jo oksidų yra 30,43%, o deguonies masės dalis yra 69,57%. Nustatykite oksido formulę.

6. Viduramžiais medžiaga, vadinama kaliu, buvo išskiriama iš gaisrų pelenų ir buvo naudojama muilui gaminti. Šios medžiagos elementų masės dalys: kalis - 56,6%, anglis - 8,7%, deguonis - 34,7%. Nustatykite kalio formulę.

§ 5.1 Cheminės reakcijos. Cheminės reakcijos lygtys

Cheminė reakcija yra vienos medžiagos pavertimas kita. Tačiau toks apibrėžimas reikalauja vieno svarbaus papildymo. IN branduolinis reaktorius arba greitintuve vienos medžiagos taip pat paverčiamos kitomis, tačiau tokie virsmai cheminiais nevadinami. Kas čia per reikalas? Branduolinės reakcijos vyksta branduoliniame reaktoriuje. Jie susideda iš to, kad elementų branduoliai, susidūrę su didelės energijos dalelėmis (tai gali būti neutronai, protonai ir kitų elementų branduoliai), suskaidomi į fragmentus, kurie yra kitų elementų branduoliai. Galimas ir branduolių susiliejimas tarpusavyje. Tada šie nauji branduoliai gauna elektronus iš aplinką ir tokiu būdu baigiamas dviejų ar daugiau naujų medžiagų susidarymas. Visos šios medžiagos yra kai kurie periodinės lentelės elementai. Branduolinių reakcijų, naudojamų naujiems elementams atrasti, pavyzdžiai pateikti §4.4.

Skirtingai nuo branduolinių reakcijų, cheminėse reakcijose branduoliai nėra paveikti atomai. Visi pokyčiai vyksta tik išoriniuose elektronų apvalkaluose. Vieni cheminiai ryšiai nutrūksta, o kiti susidaro.

Cheminės reakcijos – tai reiškiniai, kurių metu kai kurios tam tikros sudėties ir savybių turinčios medžiagos virsta kitomis medžiagomis – kitokios sudėties ir kitų savybių. Šiuo atveju atomų branduolių sudėties pokyčių nevyksta.

Panagrinėkime tipišką cheminę reakciją: gamtinių dujų (metano) degimą atmosferos deguonimi. Tie, kurie turi namus dujinė viryklė, šią reakciją gali stebėti savo virtuvėje kiekvieną dieną. Parašykime reakciją, kaip parodyta pav. 5-1.

Ryžiai. 5-1. Metanas CH 4 ir deguonis O 2 reaguoja vienas su kitu ir susidaro anglies dioksidas CO 2 ir vanduo H 2 O. Tokiu atveju metano molekulėje nutrūksta ryšiai tarp C ir H, o jų vietoje atsiranda anglies-deguonies ryšiai. Vandenilio atomai, kurie anksčiau priklausė metanui, sudaro ryšius su deguonimi. Paveikslėlyje aiškiai matyti, kad norint sėkmingai įgyvendinti reakciją į vienas reikia paimti metano molekulę du deguonies molekules.

Registruoti cheminę reakciją naudojant molekulinius brėžinius nėra labai patogu. Todėl cheminėms reakcijoms įrašyti naudojamos sutrumpintos medžiagų formulės – kaip parodyta apatinėje fig. 5-1. Šis įrašas vadinamas cheminės reakcijos lygtis.

Skirtingų elementų atomų skaičius kairėje ir dešinėje lygties pusėse yra vienodas. Kairėje pusėje vienas anglies atomas metano molekulėje (CH 4), o dešinėje - tas pats CO 2 molekulėje randame anglies atomą. Visus keturis vandenilio atomus tikrai rasime iš kairės lygties dešinėje pusėje – vandens molekulių sudėtyje.

Cheminės reakcijos lygtyje, norint išlyginti identiškų atomų skaičių skirtingos dalys naudojamos lygtys šansai, kurios yra įrašytos prieš medžiagų formulės. Koeficientų nereikėtų painioti su cheminių formulių indeksais.

Panagrinėkime kitą reakciją – kalcio oksido CaO (negesintųjų kalkių) pavertimą kalcio hidroksidu Ca(OH) 2 (gesintomis kalkėmis), veikiant vandeniui.

Ryžiai. 5-2. Kalcio oksidas CaO prisijungia prie vandens molekulės H 2 O ir susidaro
kalcio hidroksidas Ca(OH) 2.

Skirtingai nuo matematinių lygčių, cheminių reakcijų lygtyse kairiosios ir dešiniosios pusės negali būti sukeistos. Cheminės reakcijos lygties kairėje pusėje esančios medžiagos vadinamos reagentai, o dešinėje - reakcijos produktai. Jei perskirstysite kairę ir dešinę puses lygtyje iš Fig. 5-2, tada gauname lygtį visiškai kitoks cheminė reakcija:

Jei reakcija tarp CaO ir H 2 O (5-2 pav.) prasideda spontaniškai ir vyksta išskiriant didelį šilumos kiekį, tada paskutinei reakcijai atlikti reikalingas stiprus kaitinimas, kur Ca (OH) 2 tarnauja kaip reagentas.

Atminkite, kad cheminės reakcijos lygtyje galite naudoti rodyklę vietoj lygybės ženklo. Rodyklė patogi, nes rodo kryptis reakcijos eiga.

Dar pridurkime, kad reagentai ir produktai gali būti nebūtinai molekulės, bet ir atomai – jei reakcijoje dalyvauja koks nors elementas ar elementai jų gryna forma. Pavyzdžiui:

H 2 + CuO = Cu + H 2 O

Yra keletas cheminių reakcijų klasifikavimo būdų, iš kurių mes apsvarstysime du.

Pagal pirmąjį iš jų pagal požymį išskiriamos visos cheminės reakcijos pradinių ir galutinių medžiagų skaičiaus pokyčiai. Čia galite rasti 4 cheminių reakcijų tipus:

Reakcijos RYŠYS,

Reakcijos SKYRIMAI,

Reakcijos KEITIMAI,

Reakcijos PAKEITIMAI.

Duokim konkrečių pavyzdžių tokios reakcijos. Norėdami tai padaryti, grįžkime prie gesintų kalkių gamybos lygčių ir negesintų kalkių gamybos lygties:

CaO + H 2 O = Ca (OH) 2

Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O

Šios reakcijos priklauso skirtingoms tipai cheminės reakcijos. Pirmoji reakcija yra tipiška reakcija jungtys, nes jo atsiradimo metu dvi medžiagos CaO ir H 2 O susijungia į vieną: Ca (OH) 2.

Antroji reakcija Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O yra tipiška reakcija skilimas: Čia viena medžiaga Ca(OH) 2 suyra ir susidaro dvi kitos.

Reakcijų metu mainai reagentų ir produktų skaičius paprastai yra vienodas. Tokiose reakcijose pradinės medžiagos keičiasi atomais ir net ištisomis komponentai jų molekulės. Pavyzdžiui, kai CaBr 2 tirpalas sujungiamas su HF tirpalu, susidaro nuosėdos. Tirpale kalcio ir vandenilio jonai keičiasi bromo ir fluoro jonais tarpusavyje. Reakcija vyksta tik viena kryptimi, nes kalcio ir fluoro jonai jungiasi į netirpią junginį CaF 2 ir po šio jonų „atvirkštinio apsikeitimo“ nebegalima:

CaBr 2 + 2HF = CaF 2 ¯ + 2HBr

Sujungus CaCl 2 ir Na 2 CO 3 tirpalus, taip pat susidaro nuosėdos, nes kalcio ir natrio jonai keičiasi tarpusavyje CO 3 2– ir Cl– dalelėmis, sudarydami netirpus junginį - kalcio karbonatą CaCO 3.

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl

Rodyklė šalia reakcijos produkto rodo, kad šis junginys yra netirpus ir nusėda. Taigi, rodyklė taip pat gali būti naudojama nurodant produkto pašalinimą iš cheminės reakcijos nuosėdų (¯) arba dujų () pavidalu. Pavyzdžiui:

Zn + 2HCl = H2 + ZnCl 2

Paskutinė reakcija priklauso kitam cheminės reakcijos tipui – reakcijoms pakeitimas. Cinkas pakeistas vandenilis jo mišinyje su chloru (HCl). Vandenilis išsiskiria dujų pavidalu.

Pakeitimo reakcijos išoriškai gali būti panašios į mainų reakcijas. Skirtumas tas, kad pakeitimo reakcijose būtinai dalyvauja tam tikros rūšies atomai paprastas medžiagos, pakeičiančios vieno iš elementų atomus sudėtingoje medžiagoje. Pavyzdžiui:

2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2 - reakcija pakeitimas;

kairėje lygties pusėje yra paprasta medžiaga - chloro molekulė Cl 2, o dešinėje - paprasta medžiaga - bromo molekulė Br 2.

Reakcijų metu mainai tiek reagentai, tiek produktai yra sudėtingos medžiagos. Pavyzdžiui:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl - reakcija mainai;

Šioje lygtyje reagentai ir produktai yra sudėtingos medžiagos.

Visų cheminių reakcijų skirstymas į derinimo, skilimo, pakeitimo ir mainų reakcijas nėra vienintelis. Yra ir kitas klasifikavimo būdas: remiantis reagentų ir produktų oksidacijos būsenų pasikeitimu (arba nebuvimu). Tuo remiantis visos reakcijos skirstomos į redokso reakcijos ir visos kitos (ne redokso).

Reakcija tarp Zn ir HCl yra ne tik pakeitimo reakcija, bet ir redokso reakcija, nes jame keičiasi reaguojančių medžiagų oksidacijos būsenos:

Zn 0 + 2H +1 Cl = H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - pakeitimo reakcija ir kartu redokso reakcija.