Вам понадобится:
- молярная масса
- масса молекулы
- уравнение Менделеева-Клапейрона
- таблица Менделеева
#1
Если в сосуде находится смесь газов, то рассчитать объем этой смеси и давление не составит труда. Объем газа равен объему сосуда, так как газы имеют свойство заполнять всю предоставленную им емкость. Давление измеряют манометром. А вот как найти массу смеси газов? Задача легко решается, если известно процентное содержание газов в данной смеси. Например, пусть в сосуде находится 20% углекислого газа и 80% кислорода. Большинство заданий требует нахождение молярной массы вещества. Поэтому, для расчета молярной массы смеси понадобятся еще и относительные молекулярные массы присутствующих газов, найденные по таблице Менделеева. Для углекислого газа это число составляет 44, а для кислорода 32.
#2
Молярная масса смеси находится следующим образом, 44*0,2+32*0,8. Рассчитав таким образом молярную массу, можно решить задачу, как определить массу молекулы. Для ее нахождения нужно молярную массу газа разделить на постоянную Авогадро, численное значение которой Nа=6.3 моль-1. Чтобы рассчитать массу газа проделываем следующее математическое действие: массу одной молекулы умножаем на число молекул. Правда, надо еще уметь найти количество молекул каждого газа в сосуде. Можно поступить по-другому. Для того, как рассчитать массу газа, надо вспомнить уравнение Менделеева-Клапейрона PV = mRT/M.
#3
Преобразуя уравнение, можно получить расчетную формулу для нахождения массы газа m= PVM / RT, где М- молярная масса газа; R- универсальная газовая постоянная R=8,1 Дж/моль. К; Р – давление газа; Т – абсолютная температура; V – объем газа. В химии существует некоторая аналогия между смесью газов и раствором веществ. Ведь раствор – это такая же смесь, например воды и соли. Задаваясь вопросом, как найти массу раствора, приходим к следующему выводу. Нужно складывать массу воды и массу растворенной в ней соли. Точно так же, чтобы найти массу газовой смеси, нужно суммировать массы входящих в нее газов.
#4
На молекулярном уровне действует тот же принцип. Как найти относительную молекулярную массу какого-либо вещества? Необходимо складывать массы всех атомов, из которых строится молекула этого вещества. Относительные атомные массы всех химических элементов приведены в той же знаменитой таблице Менделеева. Их табличные значения надо округлять. Например, относительная атомная масса кислорода 16. Таким образом, для газов, жидкостей, и даже молекул нахождение общей массы сводится к суммированию масс компонентов, составляющих смесь или раствор. Этот принцип сложения получил название аддитивности масс.
Воронежская
область
Нижнедевицкий
район
МКОУ
«Вязноватовская СОШ имени Пенькова С.В.»
ВЫЧЕСЛЕНИЕ МАССЫ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСИ
подготовил:
учитель химии Носов А.В.
В
части С задач по химии в рамках ЕГЭ встречаются задачи разной направленности и
разной степени трудности. Приведем примеры решения задач на взаимодействие
смеси веществ с одним реагентом.
Предлагаю
решение задач словесно-логическим методом. Использование данного метода
развивает в первую очередь логику и помогает решать задачи как по химии, так и
по другим предметам.
Разберем
вариант, когда в смеси взаимодействует с реагентом только один компонент.
Смесь
веществ А и В, массой х, обработали реагентом, при этом выделился газ.
Определить массовые доли компонентов в исходной смеси.
Записываем
уравнение взаимодействия одного из веществ с реагентом.
А
+ Р(реагент) → СД + Г(газ)
Находим
массу газа и записываем над Г. Проводим вспомогательные расчеты. Решаем пропорцию
по нахождению массы А. Затем рассчитываем массовую долю в исходной смеси.
Записываем ответ.
Например(демоверсии по
химии):
1. Определите массовые
доли ( в %) сульфата железа( II)
и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 25 г. этой смеси водой
выделился газ, который полностью прореагировал с 960 г 5% раствора сульфата
меди.
Запишем уравнения
реакций:
1)
FeSO4
+ H2O
→ реакция не идет
2)
Al2S3
+ 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S↑
Определили, что
выделившийся газ H2S.
Определим массу сульфата меди.
|
Дано |
Решение |
|||
|
w(CuSO4)=5% |
Составим пропорцию |
|||
|
m(р-ра)= |
960 — 100% |
|||
|
Найти |
х — 5% |
|||
|
m(CuSO4)-? |
||||
Определим массу газа.
|
Дано |
Решение |
||||||
|
m(CuSO4)=48г. |
х |
48 |
|||||
|
найти |
H2S |
+ CuSO4 |
→ CuS↓ + H2SO4 |
||||
|
m(H2S)-? |
34 |
160 |
|||||
|
Решаем пропорцию по |
|||||||
Решаем второе уравнение:
|
Дано |
Решение |
|||||
|
m(H2S)= |
х |
10,2 |
||||
|
Найти |
Al2S3 |
+ 6H2O → |
3H2S↑ |
|||
|
m(Al2S3)-? |
150 |
102 |
||||
|
Решаем пропорцию по |
||||||
Получаем m(Al2S3)=15г.
Соответственно m(FeSO4)=25-15=10г.
Произведя несложные
расчеты, получаем ответ: w(Al2S3)=60%,
w(FeSO4)=40%.
2.Смесь алюминия и меди
массой 9 г обработали хлороводородной кислотой. После окончания реакции собрали
5,6 л газа. Определите массовую долю (в %) меди в смеси.
Запишем уравнения
реакций:
Cu
+ HCl →
реакция не идет
2Al
+ 6HCl
→ 2AlCl3
+ 3H2
Переведём 5,6 л газа
(водорода) в граммы. Получим 0,5г.
Определим массу алюминия:
|
Дано |
Решение |
|
m(H2)=0.5г |
|
|
найти |
2Al |
|
m(Al)=? |
|
Находим х=4,5
Вычисляем массу m(Cu)=9-4,5=4,5
Соответственно вычисляем
правильный ответ w(Cu)=50%.
Литература:
1.
Лидин Р.А. Полный сборник
задач для школьников и поступающих в вузы /М. : Дрофа. 2007.
2.
Киреев В.А. Курс физической
химии. Изд.3-е, перераб. и доп. М., «Химия»1975г.
3.
Глинка П.Л. Общая химия.
Госхимиздат 1955 г.
Как найти молярную массу смеси газов
Молярная масса – это масса одного моля любого вещества, то есть такого его количества, в котором содержится 6,022*10^23 элементарных частиц. Численно молярная масса совпадает с молекулярной, выраженной в атомных единицах массы (а.е.м.), но размерность у нее другая – грамм/моль.
Инструкция
Если бы вам надо было вычислить молярную массу любого газа, вы бы взяли величину атомной массы азота и умножили ее на индекс 2. В итоге получили бы 28 грамм/моль. Но как вычислить молярную массу смеси газов? Эта задача решается элементарно. Надо лишь знать, какие именно газы и в какой пропорции входят в состав смеси.
Рассмотрите конкретный пример. Предположим, у вас есть газовая смесь, которая состоит из 5% (массовых) водорода, 15% азота, 40% углекислого газа, 35% кислорода и 5% хлора. Какова ее молярная масса? Воспользуйтесь формулой для смеси, состоящей из х компонентов: Мсм = M1N1 + M2N2 + M3N3 +…+ MxNx, где M – молярная масса компонента, а N – его массовая доля (процентная концентрация).
Молярные массы газов вы узнаете, вспомнив величины атомных весов элементов (тут вам понадобится Таблица Менделеева). Их массовые доли известны по условиям задачи. Подставив величины в формулу и произведя вычисления, получите: 2*0,05 + 28*0,15 + 44*0,40 + 32*0,35 + 71*0,05 = 36,56 грамм/моль. Вот такова молярная масса указанной смеси.
Можно ли решить задачу другим способом? Да, конечно. Предположим, у вас точно такая же смесь, заключенная в герметичный сосуд объемом V при комнатной температуре. Как можно лабораторным путем вычислить ее молярную массу? Для этого вам понадобится сначала взвесить этот сосуд на точных весах. Обозначьте его массу как М.
Потом с помощью подсоединенного манометра измерьте давление P внутри сосуда. Затем с помощью шланга, подсоединенного к вакуум-насосу, откачайте немного смеси. Легко можно понять, что давление внутри сосуда уменьшится. Перекрыв вентиль, подождите примерно полчаса для того, чтобы смесь внутри сосуда снова приняла температуру окружающего воздуха. Проверив это с помощью термометра, измерьте давление смеси манометром. Обозначьте его P1. Взвесьте сосуд, обозначьте новую массу как M1.
Ну а дальше вспомните универсальное уравнение Менделеева-Клапейрона. Согласно ему, в обоих случаях:- PV = MRT/m;- P1V = M1RT/m.Немного видоизменив это уравнение, вы получите:- m = MRT/PV;- m = M1RT/P1V.
Отсюда следует, что m = (M – M1)RT/ (P – P1)V. А m – та самая молярная масса смеси газов, которую вам надо узнать. Подставив в формулу известные величины, вы получите ответ.
Источники:
- молекулярная масса смеси
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Основные формулы для решения задач по химии
05-Авг-2012 | комментариев 450 | Лолита Окольнова
Все, все основные задачи по химии решаются с помощью
нескольких основных понятий и формул.
У всех веществ разная масса, плотность и объем. Кусочек металла одного элемента может весить во много раз больше, чем точно такого же размера кусочек другого металла.
Моль (количество моль)
обозначение: моль, международное: mol — единица измерения количества вещества. Соответствует количеству вещества, в котором содержится NA частиц (молекул, атомов, ионов). Поэтому была введена универсальная величина — количество моль. Часто встречающаяся фраза в задачах — «было получено… моль вещества»
NA = 6,02 · 1023
NA — число Авогадро. Тоже «число по договоренности». Сколько атомов содержится в стержне кончика карандаша? Несколько миллионов. Оперировать такими величинами не удобно. Поэтому химики и физики всего мира договорились — обозначим 6,02 · 1023 частиц (атомов, молекул, ионов) как 1 моль вещества.
1 моль = 6,02 · 1023 частиц
Это была первая из основных формул для решения задач.
Молярная масса вещества
Молярная масса вещества — это масса одного моль вещества. Обозначается как M
Есть еще молекулярная масса — Mr
Находится по таблице Менделеева — это просто сумма атомных масс вещества.
Например, нам дана серная кислота — H2SO4. Давайте посчитаем молярную массу вещества: атомная масса H =1, S-32, O-16.
Mr(H2SO4)=1•2+32+16•4=98 гмоль.
Вторая необходимая формула для решения задач —
формула массы вещества:
Т.е., чтобы найти массу вещества, необходимо знать количество моль (n), а молярную массу мы находим из Периодической системы.
Закон сохранения массы — масса веществ, вступивших в химическую реакцию, всегда равна массе образовавшихся веществ.
Если мы знаем массу (массы) веществ, вступивших в реакцию, мы можем найти массу (массы) продуктов этой реакции. И наоборот.
Третья формула для решения задач по химии —
объем вещества:
Откуда взялось число 22.4? Из закона Авогадро:
в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул.
Согласно закону Авогадро, 1 моль идеального газа при нормальных условиях (н.у.) имеет один и тот же объём Vm = 22,413 996(39) л
Т.е., если в задаче нам даны нормальные условия, то, зная количество моль (n), мы можем найти объем вещества.
Итак, основные формулы для решения задач по химии
Число Авогадро NA
6,02 · 1023 частиц
Количество вещества n (моль)
n=mM
n=V22.4 (лмоль)
Масса вещества m (г)
m=n•Mr
Объем вещества V(л)
V=n•22.4 (лмоль)
или вот еще удобная табличка:
Это формулы. Часто для решения задач нужно сначала написать уравнение реакции и (обязательно!) расставить коэффициенты — их соотношение определяет соотношение молей в процессе.
В ОГЭ и ЕГЭ по химии задач , в которых нужно было бы найти только объем массу кол-во моль нет — это обычно ЧАСТЬ решения задачи. Однако, чтобы легко решать более сложные задачи, нужно тренироваться на таких вот небольших упражнениях.
Находим количество вещества по массе
1 Какое количество вещества алюминия содержится в образце металла массой 10.8 г?2 Какое количество вещества содержится в оксиде серы (VI) массой 12 г?
3 Определите количество моль брома, содержащееся в массе 12.8 г.
Находим массу по количеству вещества:
4. Определите массу карбоната натрия количеством вещества 0.25 моль.Объем по количеству вещества:
5. Какой объем будет иметь азот при н.у., если его количество вещества 1.34 моль?6. Какой объем занимают при н.у. 2 моль любого газа?
Ответы:/p>
- 0.4 моль
- 0.15 моль
- 0.08 моль
- 26.5 г
- 30 л
- 44.8 л
Категории:
|
Обсуждение: «Основные формулы для решения задач по химии»
(Правила комментирования)