Instruction
Déterminez la forme chimique de la substance, les fractions massiques des éléments dont vous souhaitez trouver. Prenez le système périodique de Mendeleev et trouvez-y les cellules des éléments correspondant aux atomes qui composent la molécule de cette substance. Dans la cellule, trouvez le nombre de masse de chacun de ces élément. Si la valeur trouvée du nombre de masse élément fractionnaire, arrondissez-le au plus proche.
Dans le cas où des atomes du même type apparaissent plusieurs fois dans une molécule, multipliez leur masse atomique par ce nombre. Additionnez les masses de tous les éléments qui composent la molécule pour obtenir la valeur en unités de masse atomique. Par exemple, si vous avez besoin de trouver la masse d'une molécule de sel, qui est du sulfate (Na2SO4), déterminez la masse atomique du sodium Ar(Na)=23, du soufre Ar(S)=32 et Ar(O)=16. Puisque la molécule contient 2 sodium, alors prenez pour elle la valeur 23 * 2 = 46, et, qui a 4 atomes - 16 * 4 = 64. Alors la masse de la molécule sera du sulfate de sodium et sera Мr(Na2SO4)=46+32+64=142.
Pour calculer les fractions massiques des éléments qui composent la molécule d'une substance donnée, trouvez le rapport des masses des atomes qui composent la molécule de la substance à la masse de la molécule, et multipliez le résultat par 100 %. Par exemple, si l'on considère le sulfate de sodium Na2SO4, calculer les fractions massiques de ses éléments comme suit : - la fraction massique de sodium sera ω(Na)= 23 2 100%/142=32,4% ;
- la fraction massique de soufre sera ω(S)= 32 100%/142=22,5% ;
- la fraction massique d'oxygène sera ω(О)= 16 4 100%/142=45.1%.
Les fractions de masse montrent les éléments relatifs dans une molécule donnée d'une substance. Vérifiez l'exactitude du calcul en ajoutant les fractions massiques de la substance. Leur somme doit être de 100 %. Dans l'exemple considéré, 32,4% + 22,5% + 45,1% \u003d 100%, le calcul a été effectué.
Peut-être est-il impossible de trouver un élément aussi nécessaire à la vie que l'oxygène. Si une personne peut vivre sans nourriture pendant plusieurs semaines, sans eau pendant plusieurs jours, puis sans oxygène - seulement quelques minutes. Cette substance est largement utilisée dans divers domaines de l'industrie, y compris la chimie, et également comme composant du carburant de fusée (oxydant).
Instruction
Il est souvent nécessaire de déterminer la masse d'oxygène dans un volume fermé ou à la suite d'une réaction chimique. Par exemple : 20 grammes de permanganate ont été soumis à une décomposition thermique, la réaction est allée jusqu'au bout. Combien de grammes d'oxygène ont été libérés ?
Tout d'abord, rappelez-vous que le potassium - alias - a la formule chimique KMnO4. Lorsqu'il est chauffé, il se décompose en formant du manganate de potassium - K2MnO4, le principal - MnO2 et O2. Après avoir écrit l'équation de réaction et choisi les coefficients, vous obtenez :
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
Étant donné que le poids moléculaire approximatif de deux molécules de permanganate de potassium est de 316 et que le poids moléculaire d'une molécule d'oxygène, respectivement, est de 32, en résolvant la proportion, calculez :
20 * 32 /316 = 2,02
C'est-à-dire qu'avec la décomposition thermique de 20 grammes de permanganate de potassium, environ 2,02 grammes d'oxygène sont obtenus. (Ou arrondi à 2 grammes).
Ou, par exemple, il est nécessaire de déterminer la masse d'oxygène dans un volume fermé, si sa température et sa pression sont connues. C'est là que l'équation universelle de Mendeleïev-Clapeyron vient à la rescousse, ou en d'autres termes, « l'équation d'état des gaz parfaits ». Il ressemble à ceci :
PVm = MRT
P est la pression du gaz,
V est son volume,
m est sa masse molaire,
M - masse,
R est la constante universelle des gaz,
T est la température.
Vous voyez que la valeur requise, c'est-à-dire la masse de gaz (oxygène), après avoir rassemblé toutes les données initiales dans un système d'unités (pression - , température - en degrés Kelvin, etc.), peut être facilement calculée par la formule :
Bien sûr, l'oxygène réel n'est pas un gaz idéal, pour la description duquel cette équation a été introduite. Mais à des valeurs de pression et de température proches de , les écarts entre les valeurs calculées et les valeurs réelles sont si insignifiants qu'ils peuvent être négligés en toute sécurité.
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Qu'est-ce que la fraction massique élément? D'après le nom lui-même, vous pouvez comprendre qu'il s'agit d'une valeur indiquant le rapport de la masse élément, qui fait partie de la substance, et la masse totale de cette substance. Elle est exprimée en fractions d'unité : pourcentage (centièmes), ppm (millièmes), etc. Comment calculer la masse d'un élément?
Instruction
Pour plus de clarté, considérons le carbone, bien connu de tous, sans lequel il n'y aurait pas. Si le carbone est une substance (par exemple,), alors sa masse partager peut être pris en toute sécurité comme une unité ou à 100 %. Bien sûr, le diamant contient également des impuretés d'autres éléments, mais dans la plupart des cas, en si petites quantités qu'elles peuvent être négligées. Mais dans de telles modifications du carbone comme ou, la teneur en impuretés est assez élevée et la négligence est inacceptable.
Si le carbone fait partie d'une substance complexe, vous devez procéder comme suit : écrivez la formule exacte de la substance, puis, connaissant les masses molaires de chaque élément inclus dans sa composition, calculez la masse molaire exacte de cette substance (bien sûr, en tenant compte de "l'indice" de chaque élément). Après cela, déterminez la masse partager en divisant la masse molaire totale élément sur la masse molaire de la substance.
Par exemple, vous devez trouver la masse partager carbone dans l'acide acétique. Ecrire la formule de l'acide acétique : CH3COOH. Pour faciliter les calculs, convertissez-le sous la forme : C2H4O2. La masse molaire de cette substance est constituée des masses molaires des éléments : 24 + 4 + 32 = 60. En conséquence, la fraction massique de carbone dans cette substance est calculée comme suit : 24/60 = 0,4.
Si vous devez le calculer en pourcentage, respectivement, 0,4 * 100 = 40 %. Autrement dit, chaque acide acétique contient (environ) 400 grammes de carbone.
Bien sûr, les fractions massiques de tous les autres éléments peuvent être trouvées exactement de la même manière. Par exemple, la masse dans le même acide acétique est calculée comme suit: 32/60 \u003d 0,533 soit environ 53,3%; et la fraction massique d'hydrogène est de 4/60 = 0,666 soit environ 6,7 %.
Sources:
- fractions massiques des éléments
Une formule chimique est un enregistrement effectué à l'aide de symboles généralement acceptés qui caractérise la composition d'une molécule d'une substance. Par exemple, la formule de l'acide sulfurique bien connu est H2SO4. On peut facilement voir que chaque molécule d'acide sulfurique contient deux atomes d'hydrogène, quatre atomes d'oxygène et un atome. Il faut bien comprendre qu'il ne s'agit que d'une formule empirique, elle caractérise la composition de la molécule, mais pas sa "structuralité", c'est-à-dire l'arrangement des atomes les uns par rapport aux autres.
Tu auras besoin de
- - Tableau périodique.
Instruction
Tout d'abord, découvrez les éléments de la composition de la substance, et eux. Par exemple : quel sera le monoxyde d'azote ? De toute évidence, la composition de la molécule de ces deux éléments: l'azote et. Les deux sont des gaz, c'est-à-dire prononcés. Quelle est donc la valence de l'azote et de l'oxygène dans ce composé ?
Rappelez-vous très règle importante: les non-métaux ont des valences supérieures et inférieures. Le plus élevé correspond au numéro de groupe (dans ce cas, 6 pour l'oxygène et 5 pour l'azote), et le plus bas correspond à la différence entre 8 et le numéro de groupe (c'est-à-dire que la valence la plus basse pour l'azote est 3, et pour l'oxygène - 2). La seule exception à cette règle est le fluor qui, dans toutes ses propriétés, présente une valence égale à 1.
Alors, quelle est la valence - supérieure ou inférieure - de l'azote et de l'oxygène ? Autre règle : dans les composés de deux éléments, la valence la plus basse est indiquée par celle qui se trouve dans le tableau périodique à droite et au-dessus. Il est bien évident que dans votre cas il s'agit d'oxygène. Par conséquent, en combinaison avec l'azote, l'oxygène a une valence de 2. En conséquence, l'azote dans ce composé a une valence plus élevée de 5.
Rappelons maintenant l'auto-valence : c'est la capacité d'un atome d'un élément à s'attacher un certain nombre d'atomes d'un autre élément. Chaque atome d'azote dans ce composé "" 5 atomes d'oxygène, et chaque atome d'oxygène - 2 atomes d'azote. Qu'est-ce que l'azote ? C'est-à-dire, quels indices chaque élément a-t-il ?
Une autre règle permettra de répondre à cette question : la somme des valences des éléments compris dans le composé doit être égale ! Quel est le plus petit commun multiple de 2 et 5 ? Naturellement, 10 ! En le divisant par les valences de l'azote et de l'oxygène, vous trouverez les indices et la finale formule composés : N2O5.
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La fraction massique d'une substance montre son contenu dans une structure plus complexe, par exemple dans un alliage ou un mélange. Si la masse totale d'un mélange ou d'un alliage est connue, alors connaissant les fractions massiques des substances constitutives, on peut trouver leurs masses. Trouver fraction massique substance, vous pouvez connaître sa masse et la masse de l'ensemble du mélange. Cette valeur peut être exprimée en unités fractionnaires ou en pourcentages.
Tu auras besoin de
- Balance;
- tableau périodique éléments chimiques;
- calculatrice.
Instruction
Déterminez la fraction massique de la substance qui se trouve dans le mélange à travers les masses du mélange et la substance elle-même. Pour ce faire, utilisez une balance pour déterminer les masses qui composent le mélange ou . Pliez-les ensuite. Prenez la masse résultante à 100%. Pour trouver la fraction massique d'une substance dans un mélange, divisez sa masse m par la masse du mélange M, et multipliez le résultat par 100% (ω%=(m/M)∙100%). Par exemple, 20 g de sel de table sont dissous dans 140 g d'eau. Pour trouver la fraction massique de sel, additionnez les masses de ces deux substances М=140+20=160 g, puis trouvez la fraction massique de la substance ω%=(20/160)∙100%=12,5%.
Si vous avez besoin de trouver ou la fraction massique d'un élément dans une substance avec une formule connue, utilisez le tableau périodique des éléments. À partir de là, trouvez les masses atomiques des éléments qui se trouvent dans les substances. Si l'on est dans la formule plusieurs fois, multipliez sa masse atomique par ce nombre et additionnez les résultats. Ce sera le poids moléculaire de la substance. Pour trouver la fraction massique de n'importe quel élément dans une telle substance, divisez son nombre de masse dans un formule chimique M0 par le poids moléculaire de la substance donnée M. Multipliez le résultat par 100 % (ω %=(M0/M)∙100 %).
Depuis le 17ème siècle La chimie n'est plus une science descriptive. Les scientifiques chimistes ont commencé à utiliser largement la mesure de la matière. La conception des balances, qui permettent de déterminer les masses des échantillons, a été de plus en plus perfectionnée. Pour les substances gazeuses, outre la masse, le volume et la pression ont également été mesurés. L'utilisation de mesures quantitatives a permis de comprendre l'essence des transformations chimiques, de déterminer la composition de substances complexes.
Comme vous le savez déjà, la composition d'une substance complexe comprend deux ou plusieurs éléments chimiques. Évidemment, la masse de toute matière est composée des masses de ses éléments constitutifs. Cela signifie que chaque élément représente une certaine partie de la masse de matière.
La fraction massique d'un élément est le rapport de la masse de cet élément dans une substance complexe à la masse de la substance entière, exprimé en fractions d'unité (ou en pourcentage) :
La fraction massique d'un élément dans un composé est désignée par une lettre minuscule latine w("double-ve") et montre la part (partie de la masse) attribuable à cet élément dans la masse totale de la substance. Cette valeur peut être exprimée en fractions d'unité ou en pourcentage. Bien sûr, la fraction massique d'un élément dans une substance complexe est toujours inférieure à l'unité (ou inférieure à 100%). Après tout, une partie du tout est toujours inférieure au tout, tout comme une tranche d'orange est inférieure à une orange.
Par exemple, l'oxyde de mercure contient deux éléments, le mercure et l'oxygène. Lorsqu'on chauffe 50 g de cette substance, on obtient 46,3 g de mercure et 3,7 g d'oxygène (fig. 57). Calculez la fraction massique de mercure dans une substance complexe :
La fraction massique d'oxygène dans cette substance peut être calculée de deux manières. Par définition, la fraction massique d'oxygène dans l'oxyde de mercure est égale au rapport de la masse d'oxygène sur la masse d'oxyde :
Sachant que la somme des fractions massiques des éléments dans une substance est égale à un (100%), la fraction massique d'oxygène peut être calculée par la différence :
w(O) \u003d 1 - 0,926 \u003d 0,074,
w(O) = 100 % - 92,6 % = 7,4 %.
Afin de trouver les fractions massiques des éléments par la méthode proposée, il est nécessaire de mener une expérience chimique complexe et longue pour déterminer la masse de chaque élément. Si la formule d'une substance complexe est connue, le même problème est résolu beaucoup plus facilement.
Pour calculer la fraction massique d'un élément, multipliez sa masse atomique relative par le nombre d'atomes ( n) d'un élément donné dans la formule et divisé par le poids moléculaire relatif de la substance :
Par exemple, pour l'eau (Fig. 58) :
M(H 2 O) \u003d 1 2 + 16 \u003d 18,
Tache 1.Calculez les fractions massiques des éléments dans l'ammoniac, dont la formule est NH3 .
Donné:
substance ammoniaque NH 3.
Trouver:
w(N) w(H).
La solution
1) Calculez le poids moléculaire relatif de l'ammoniac :
M(NH3) = Un r(N) + 3 Un r(H) = 14 + 3 1 = 17.
2) Trouvez la fraction massique d'azote dans la substance :
3) Calculer la fraction massique d'hydrogène dans l'ammoniac :
w(H) = 1 - w(N) = 1 - 0,8235 = 0,1765, soit 17,65 %.
Réponse. w(N) = 82,35 %, w(H) = 17,65 %.
Tâche 2.Calculez les fractions massiques des éléments dans l'acide sulfurique, qui a la formule H2SO4 .
Donné:
acide sulfurique H2SO4.
Trouver:
w(H) w(S) w(Ô).
La solution
1) Calculer le poids moléculaire relatif de l'acide sulfurique :
M(H 2 SO 4) \u003d 2 Un r(H)+ Un r(S)+4 Un r(O) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.
2) Trouvez la fraction massique d'hydrogène dans la substance :
3) Calculer la fraction massique de soufre dans l'acide sulfurique :
4. Calculez la fraction massique d'oxygène dans la substance :
w(O) = 1 – ( w(H)+ w(S)) = 1 - (0,0204 + 0,3265) = 0,6531, soit 65,31 %.
Réponse. w(H) = 2,04 %, w(S) = 32,65 %, w(0) = 65,31 %.
Le plus souvent, les chimistes doivent résoudre le problème inverse : déterminer la formule d'une substance complexe par des fractions massiques d'éléments. Comment de tels problèmes sont résolus, nous allons illustrer avec un exemple historique.
A partir de minéraux naturels - ténorite et cuprite - deux composés de cuivre avec de l'oxygène (oxydes) ont été isolés. Ils différaient les uns des autres par la couleur et les fractions massiques des éléments. Dans l'oxyde noir, la fraction massique de cuivre était de 80% et la fraction massique d'oxygène était de 20%. Dans l'oxyde de cuivre rouge, les fractions massiques des éléments étaient respectivement de 88,9 % et 11,1 %. Quelles sont les formules de ces substances complexes ? Faisons quelques calculs simples.
Exemple 1 Calcul de la formule chimique de l'oxyde de cuivre noir ( w(Cu) = 0,8 et w(O) = 0,2).
x, y- par le nombre d'atomes d'éléments chimiques entrant dans sa composition : Cu X O y.
2) Le rapport des indices est égal au rapport des quotients de la division de la fraction massique de l'élément dans le composé par la masse atomique relative de l'élément :
3) Le rapport résultant doit être réduit au rapport des nombres entiers : les indices dans la formule indiquant le nombre d'atomes ne peuvent pas être fractionnaires. Pour ce faire, nous divisons les nombres résultants par le plus petit (c'est-à-dire n'importe lequel) d'entre eux :
La formule est CuO.
Exemple 2 Calcul de la formule de l'oxyde de cuivre rouge à partir de fractions massiques connues w(Cu) = 88,9 % et w(O) = 11,1 %.
Donné:
w(Cu) = 88,9 %, soit 0,889,
w(O) = 11,1 %, soit 0,111.
Trouver:
La solution
1) Désigner la formule de l'oxyde Cu X O y.
2) Trouver le rapport des indices X et y:
3) On donne le rapport des indices au rapport des entiers :
Réponse. La formule du composé est Cu 2 O.
Et maintenant, compliquons un peu la tâche.
Tâche 3.Selon l'analyse élémentaire, la composition du sel amer calciné, qui était utilisé par les alchimistes comme laxatif, est la suivante : la fraction massique de magnésium est de 20,0 %, la fraction massique de soufre est de 26,7 %, la fraction massique d'oxygène est de 53,3 %.
Donné:
w(Mg) = 20,0 %, soit 0,2,
w(S) = 26,7 %, soit 0,267,
w(O) = 53,3 %, soit 0,533.
Trouver:
La solution
1) Dénoter la formule d'une substance à l'aide d'indices x, y, z: Mg X S y O z.
2) Trouver le rapport des indices :
3) Déterminer la valeur des indices x, y, z:
Réponse. La formule de la substance est MgSO 4.
1. Comment appelle-t-on la fraction massique d'un élément dans un composé ? Comment cette valeur est-elle calculée ?
2.
Calculez les fractions massiques des éléments dans les substances : a) gaz carbonique CO2 ;
b) sulfure de calcium CaS; c) nitrate de sodium NaNO 3 ; d) oxyde d'aluminium Al 2 O 3.
3. Dans lequel des engrais azotés se trouve la fraction massique du nutriment azoté la plus importante : a) chlorure d'ammonium NH 4 Cl ; b) sulfate d'ammonium (NH 4) 2 SO 4 ; c) urée (NH 2 ) 2 CO ?
4. Dans la pyrite minérale, 7 g de fer représentent 8 g de soufre. Calculez les fractions massiques de chaque élément de cette substance et déterminez sa formule.
5. La fraction massique d'azote dans l'un de ses oxydes est de 30,43% et la fraction massique d'oxygène est de 69,57%. Déterminer la formule de l'oxyde.
6. Au Moyen Âge, une substance appelée potasse était extraite des cendres d'un feu et servait à fabriquer du savon. Fractions massiques d'éléments dans cette substance: potassium - 56,6%, carbone - 8,7%, oxygène - 34,7%. Déterminez la formule de la potasse.
§ 5.1 Réactions chimiques. Équations réactions chimiques
Une réaction chimique est la transformation d'une substance en une autre. Cependant, cette définition nécessite un ajout important. À réacteur nucléaire ou dans l'accélérateur aussi, certaines substances sont converties en d'autres, mais de telles transformations ne sont pas appelées chimiques. Quel est le problème ici? Les réactions nucléaires ont lieu dans un réacteur nucléaire. Ils résident dans le fait que les noyaux d'éléments, lorsqu'ils entrent en collision avec des particules à haute énergie (il peut s'agir de neutrons, de protons et de noyaux d'autres éléments), sont brisés en fragments, qui sont les noyaux d'autres éléments. Il est également possible de fusionner les noyaux entre eux. Ces nouveaux noyaux reçoivent alors des électrons de environnement et ainsi la formation de deux ou plusieurs nouvelles substances est achevée. Toutes ces substances sont des éléments du système périodique. Exemples réactions nucléaires, utilisés pour découvrir de nouveaux éléments, sont donnés au §4.4.
Contrairement aux réactions nucléaires, dans les réactions chimiques les noyaux ne sont pas affectés atomes. Tous les changements ne se produisent que dans les couches électroniques externes. Sont déchirés seuls liaisons chimiques et d'autres se forment.
Les réactions chimiques sont des phénomènes dans lesquels certaines substances ayant une certaine composition et propriétés sont converties en d'autres substances - avec une composition différente et d'autres propriétés. En même temps, au sein noyaux atomiques aucun changement ne se produit.
Prenons une réaction chimique typique : la combustion gaz naturel(méthane) dans l'oxygène atmosphérique. Ceux d'entre vous qui ont une cuisinière à gaz à la maison peuvent voir cette réaction dans leur cuisine tous les jours. Nous écrivons la réaction comme indiqué dans la Fig. 5-1.
Riz. 5-1. Le méthane CH 4 et l'oxygène O 2 réagissent l'un avec l'autre pour former du dioxyde de carbone CO 2 et de l'eau H 2 O. Dans le même temps, les liaisons entre C et H sont rompues dans la molécule de méthane et des liaisons carbone avec l'oxygène apparaissent à leur place. Les atomes d'hydrogène qui appartenaient auparavant au méthane forment des liaisons avec l'oxygène. La figure montre clairement que pour la mise en œuvre réussie de la réaction à une prendre une molécule de méthane deux molécules d'oxygène.
Il n'est pas très pratique d'écrire une réaction chimique à l'aide de dessins de molécules. Par conséquent, des formules abrégées de substances sont utilisées pour enregistrer les réactions chimiques - comme indiqué dans la partie inférieure de la Fig. 5-1. Un tel enregistrement est appelé équation de réaction chimique.
Le nombre d'atomes d'éléments différents dans les côtés gauche et droit de l'équation est le même. Sur le côté gauche une un atome de carbone dans la molécule de méthane (CH 4), et à droite - le même on retrouve l'atome de carbone dans la composition de la molécule de CO 2 . Nous trouverons certainement les quatre atomes d'hydrogène du côté gauche de l'équation et du côté droit - dans la composition des molécules d'eau.
Dans une équation de réaction chimique pour égaliser le nombre d'atomes identiques dans Différents composants les équations sont utilisées chances, qui sont enregistrés avant de formules de substances. Les coefficients ne doivent pas être confondus avec les indices dans les formules chimiques.
Considérons une autre réaction - la conversion de l'oxyde de calcium CaO (chaux vive) en hydroxyde de calcium Ca (OH) 2 (chaux éteinte) sous l'action de l'eau.
Riz. 5-2. L'oxyde de calcium CaO fixe une molécule d'eau H 2 O avec la formation
hydroxyde de calcium Ca(OH) 2.
Contrairement aux équations mathématiques, les équations chimiques ne peuvent pas échanger les côtés gauche et droit. Les substances du côté gauche d'une équation de réaction chimique sont appelées réactifs, et à droite produits de réaction. Si nous échangeons les côtés gauche et droit dans l'équation de la Fig. 5-2, alors on obtient l'équation complètement différent réaction chimique:
Si la réaction entre CaO et H 2 O (Fig. 5-2) commence spontanément et se poursuit avec la libération un grand nombre chauffer, puis pour réaliser la dernière réaction, où Ca(OH) 2 sert de réactif, un fort chauffage est nécessaire.
Notez qu'une flèche peut être utilisée à la place d'un signe égal dans une équation de réaction chimique. La flèche est pratique car elle montre direction le déroulement de la réaction.
Nous ajoutons également que les réactifs et les produits ne sont pas nécessairement des molécules, mais aussi des atomes - si un ou plusieurs éléments sous leur forme pure participent à la réaction. Par exemple:
H 2 + CuO \u003d Cu + H 2 O
Il existe plusieurs façons de classer les réactions chimiques, dont nous en examinerons deux.
Selon le premier d'entre eux, toutes les réactions chimiques sont distinguées sur la base de changements dans le nombre de substances initiales et finales. Ici vous pouvez trouver 4 types de réactions chimiques :
Réactions CONNEXIONS,
Réactions EXTENSIONS,
Réactions ÉCHANGER,
Réactions SUBSTITUTIONS.
Apportons exemples concrets de telles réactions. Pour ce faire, on reprend les équations d'obtention de la chaux éteinte et l'équation d'obtention de la chaux vive :
CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2
Ca (OH) 2 \u003d CaO + H 2 O
Ces réactions sont différentes les types réactions chimiques. La première réaction est une réaction typique Connexions, car lorsqu'il s'écoule, deux substances CaO et H 2 O se combinent en une seule : Ca (OH) 2.
La deuxième réaction Ca (OH) 2 \u003d CaO + H 2 O est une réaction typique décomposition: ici une substance Ca(OH) 2 se décompose pour en former deux autres.
Dans les réactions échanger la quantité de réactifs et de produits est généralement la même. Dans de telles réactions, les matières premières échangent des atomes et même des parties constitutives entières de leurs molécules. Par exemple, lorsqu'une solution de CaBr 2 est versée dans une solution de HF, un précipité se forme. En solution, les ions calcium et hydrogène échangent entre eux des ions brome et fluor. La réaction ne se produit que dans un sens car les ions calcium et fluor se lient au composé insoluble CaF 2 et après cela "l'échange inverse" d'ions n'est plus possible :
CaBr 2 + 2HF = CaF 2 ¯ + 2HBr
Lorsque les solutions de CaCl 2 et de Na 2 CO 3 sont drainées, un précipité se forme également, car les ions calcium et sodium échangent des particules de CO 3 2– et de Cl entre elles pour former un composé insoluble - le carbonate de calcium CaCO 3 .
CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ¯ + 2NaCl
La flèche à côté du produit de réaction indique que ce composé est insoluble et précipite. Ainsi, la flèche peut également être utilisée pour indiquer l'élimination d'un produit d'une réaction chimique sous la forme d'un précipité (¯) ou d'un gaz (). Par exemple:
Zn + 2HCl \u003d H 2 + ZnCl 2
La dernière réaction appartient à un autre type de réactions chimiques - réactions substitution. Zinc remplacé l'hydrogène dans sa combinaison avec le chlore (HCl). L'hydrogène est libéré sous forme de gaz.
Les réactions de substitution peuvent ressembler extérieurement à des réactions d'échange. La différence réside dans le fait que les atomes de certains Facile substances qui remplacent les atomes d'un des éléments d'une substance complexe. Par exemple:
2NaBr + Cl 2 \u003d 2NaCl + Br 2 - réaction substitution;
sur le côté gauche de l'équation, il y a une substance simple - une molécule de chlore Cl 2, et sur le côté droit, il y a une substance simple - une molécule de brome Br 2.
Dans les réactions échanger et les réactifs et produits sont des substances complexes. Par exemple:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ¯ + 2NaCl - réaction échanger;
dans cette équation, les réactifs et les produits sont des substances complexes.
La division de toutes les réactions chimiques en réactions de combinaison, de décomposition, de substitution et d'échange n'est pas la seule. Il existe une autre façon de classer : sur la base d'un changement (ou d'une absence de changement) dans les états d'oxydation des réactifs et des produits. Sur cette base, toutes les réactions sont divisées en rédox réactions et toutes les autres (pas redox).
La réaction entre Zn et HCl n'est pas seulement une réaction de substitution, mais aussi réaction redox, car les états d'oxydation des réactifs y changent :
Zn 0 + 2H +1 Cl \u003d H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - une réaction de substitution et en même temps une réaction redox.
Instruction
La fraction massique d'une substance est trouvée par la formule: w \u003d m (c) / m (cm), où w est la fraction massique de la substance, m (c) est la masse de la substance, m (cm) est la masse du mélange. S'il est dissous, il ressemble à ceci: w \u003d m (c) / m (p-ra), où m (p-ra) est la masse de la solution. La masse de la solution, si nécessaire, peut également être trouvée: m (p-ra) \u003d m (c) + m (p-la), où m (p-la) est la masse du solvant. Si vous le souhaitez, la fraction massique peut être multipliée par 100 %.
Si la valeur de la masse n'est pas donnée dans la condition du problème, elle peut être calculée à l'aide de plusieurs formules, les données de la condition vous aideront à choisir la bonne. La première formule pour : m = V * p, où m est la masse, V est le volume, p est la densité. La formule suivante ressemble à ceci: m \u003d n * M, où m est la masse, n est la quantité de substance, M est la masse molaire. La masse molaire, à son tour, est constituée des masses atomiques des éléments qui composent la substance.
Pour une meilleure compréhension de ce matériau, résolvons le problème. Un mélange de limaille de cuivre et de magnésium pesant 1,5 g a été traité avec un excès. À la suite de la réaction, de l'hydrogène avec un volume de 0,56 l (). Calculer la fraction massique de cuivre dans le mélange.
Dans ce problème passe, nous écrivons son équation. De deux substances en excès d'acide chlorhydrique magnésium uniquement : Mg + 2HCl = MgCl2 + H2. Pour trouver la fraction massique de cuivre dans le mélange, il faut substituer les valeurs dans la formule suivante : w(Cu) = m(Cu)/m(cm). La masse du mélange est donnée, on trouve la masse de cuivre: m (Cu) \u003d m (cm) - m (Mg). Nous recherchons la masse: m (Mg) \u003d n (Mg) * M (Mg). L'équation de réaction vous aidera à trouver la quantité de substance de magnésium. Nous trouvons la quantité de substance hydrogène: n \u003d V / Vm \u003d 0,56 / 22,4 \u003d 0,025 mol. L'équation montre que n(H2) = n(Mg) = 0,025 mol. On calcule la masse de magnésium, sachant que la molaire est de 24 g/mol : m (Mg) \u003d 0,025 * 24 \u003d 0,6 g On trouve la masse de cuivre : m (Cu) \u003d 1,5 - 0,6 \u003d 0,9 g. Reste à calculer la fraction massique : w(Cu) = 0,9/1,5 = 0,6 ou 60 %.
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Remarque
La fraction massique ne peut être supérieure à un ou, si elle est exprimée en pourcentage, supérieure à 100 %.
Sources:
- "Manuel de chimie", G.P. Khomchenko, 2005.
- Calcul de la part des ventes par région
La fraction massique indique en pourcentage ou en fractions la teneur d'une substance dans toute solution ou élément entrant dans la composition d'une substance. La possibilité de calculer la fraction massique est utile non seulement dans les cours de chimie, mais également lorsque vous souhaitez préparer une solution ou un mélange, par exemple à des fins culinaires. Ou modifiez le pourcentage dans la composition que vous avez déjà.
Instruction
Par exemple, vous avez besoin d'au moins 15 mètres cubes pour l'hiver. mètres de bois de chauffage de bouleau.
Recherchez la densité de référence du bois de chauffage de bouleau. Elle est de : 650 kg/m3.
Calculez la masse en substituant les valeurs dans la même formule de gravité spécifique.
m = 650*15 = 9750 (kg)
Maintenant, en fonction de la capacité de charge et de la capacité de la carrosserie, vous pouvez décider du type de véhicule et du nombre de trajets.
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Remarque
Les personnes âgées connaissent mieux le concept de gravité spécifique. La gravité spécifique d'une substance est la même que la gravité spécifique.
La fraction massique d'une substance montre son contenu dans une structure plus complexe, par exemple dans un alliage ou un mélange. Si la masse totale d'un mélange ou d'un alliage est connue, alors connaissant les fractions massiques des substances constitutives, on peut trouver leurs masses. Pour trouver la fraction massique d'une substance, vous pouvez connaître sa masse et la masse de l'ensemble du mélange. Cette valeur peut être exprimée en unités fractionnaires ou en pourcentages.
Tu auras besoin de
- Balance;
- tableau périodique des éléments chimiques;
- calculatrice.
Instruction
Déterminez la fraction massique de la substance qui se trouve dans le mélange à travers les masses du mélange et la substance elle-même. Pour ce faire, utilisez une balance pour déterminer les masses qui composent le mélange ou . Pliez-les ensuite. Prenez la masse résultante à 100%. Pour trouver la fraction massique d'une substance dans un mélange, divisez sa masse m par la masse du mélange M, et multipliez le résultat par 100% (ω%=(m/M)∙100%). Par exemple, 20 g de sel de table sont dissous dans 140 g d'eau. Pour trouver la fraction massique de sel, additionnez les masses de ces deux substances М=140+20=160 g, puis trouvez la fraction massique de la substance ω%=(20/160)∙100%=12,5%.
Si vous avez besoin de trouver ou la fraction massique d'un élément dans une substance avec une formule connue, utilisez le tableau périodique des éléments. À partir de là, trouvez les masses atomiques des éléments qui se trouvent dans les substances. Si l'on est dans la formule plusieurs fois, multipliez sa masse atomique par ce nombre et additionnez les résultats. Ce sera le poids moléculaire de la substance. Pour trouver la fraction massique d'un élément quelconque dans une telle substance, divisez son nombre de masse dans la formule chimique donnée M0 par le poids moléculaire de la substance donnée M. Multipliez le résultat par 100 % (ω%=(M0/M)∙100 %).
Par exemple, déterminer la fraction massique des éléments chimiques dans le sulfate de cuivre. Le cuivre (sulfate de cuivre II) a la formule chimique CuSO4. Les masses atomiques des éléments entrant dans sa composition sont égales à Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16, les nombres de masse de ces éléments seront égaux à M0(Cu)=64 , M0(S)=32, M0(O)=16∙4=64, en tenant compte du fait que la molécule contient 4 atomes. Calculez le poids moléculaire d'une substance, il est égal à la somme des nombres de masse des substances qui composent la molécule 64+32+64=160. Déterminer la fraction massique de cuivre (Cu) dans la composition du sulfate de cuivre (ω%=(64/160)∙100%)=40%. Par le même principe, il est possible de déterminer les fractions massiques de tous les éléments de cette substance. Fraction massique de soufre (S) ω%=(32/160)∙100%=20%, oxygène (O) ω%=(64/160)∙100%=40%. Veuillez noter que la somme de toutes les fractions massiques de la substance doit être de 100 %.
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Fraction massique d'un élément dans une substance complexe
Le paragraphe vous aidera :
> connaître la fraction massique d'un élément dans un composé et déterminer sa valeur ;
> calculer la masse de l'élément dans une certaine masse du composé, basée sur la fraction massique de l'élément ;
> formuler correctement la solution des problèmes chimiques.
Chaque difficile substance (composé chimique) est formé de plusieurs éléments. Connaître le contenu des éléments dans le composé est nécessaire pour son utilisation efficace. Par exemple, le meilleur engrais azoté est considéré comme celui qui contient la plus grande quantité d'Azote (cet élément est nécessaire aux plantes). De même, la qualité du minerai métallique est évaluée, déterminant combien il " riche» sur un élément métallique.
Contenu élément dans le composé caractérisent sa fraction massique. Cette valeur est désignée par la lettre latine w ("double-ve").
Dérivons une formule pour calculer la fraction massique d'un élément dans un composé à partir des masses connues du composé et de l'élément. On note la fraction massique de l'élément par la lettre x. Tenant compte du fait que la masse du composé est un tout et que la masse d'un élément est une partie du tout, nous formons la proportion:
Notez que les masses de l'élément et du composé doivent être prises dans les mêmes unités de mesure (par exemple, en grammes).
C'est intéressant
Dans deux composés soufrés - SO 2 et MoS 3 - les fractions massiques des éléments sont les mêmes et s'élèvent à 0,5 (ou 50%) chacune.
La fraction massique n'a pas de dimension. Il est souvent exprimé en pourcentage. Dans ce cas formule prend cette forme :
Il est évident que la somme des fractions massiques de tous les éléments du composé est de 1 (ou 100%).
Donnons quelques exemples de résolution de problèmes informatiques. La condition du problème et sa solution sont ainsi rédigées. Une feuille de cahier ou de tableau noir est divisée par une ligne verticale en deux parties inégales. Dans la partie gauche, plus petite, l'état du problème est abrégé, une ligne horizontale est tracée et en dessous, ils indiquent ce qui doit être trouvé ou calculé. Les formules mathématiques, l'explication, les calculs et la réponse sont écrits sur le côté droit.
80 g du composé contient 32 g oxygène. Calculer la fraction massique d'oxygène dans le composé.
La fraction massique d'un élément dans un composé est également calculée à l'aide de la formule chimique du composé. Comme les masses des atomes et molécules sont proportionnels aux masses atomiques et moléculaires relatives, alors
où N(E) est le nombre d'atomes d'éléments dans la formule du composé.
A partir de la fraction massique connue de l'élément, il est possible de calculer la masse de l'élément contenu dans une certaine masse du composé. De la formule mathématique de la fraction massique d'un élément suit :
m(E) = w(E) m(composés).
Quelle masse d'Azote est contenue dans le nitrate d'ammonium (engrais azoté) pesant 1 kg, si la fraction massique de cet élément dans le composé est de 0,35 ?
Le concept de "fraction massique" est utilisé pour caractériser la composition quantitative de mélanges de substances. Pertinent formule mathématique ressemble à ça:
conclusions
La fraction massique d'un élément dans un composé est le rapport de la masse de l'élément à la masse correspondante du composé.
La fraction massique d'un élément dans un composé est calculée à partir des masses connues de l'élément et du composé ou à partir de sa formule chimique.
?
92. Comment calculer la fraction massique d'un élément dans un composé si : a) la masse de l'élément et la masse correspondante du composé sont connues ; b) la formule chimique du composé ?
93. 20 g d'une substance contiennent 16 g de brome. Trouver la fraction massique de cet élément dans la substance, en l'exprimant comme une fraction ordinaire, décimal et en pourcentage.
94. Calculez (de préférence oralement) les fractions massiques des éléments dans les composés avec les formules suivantes : SO 2 , LiH, CrO 3 .
95. En comparant les formules des substances, ainsi que les valeurs des masses atomiques relatives, déterminez dans laquelle des substances de chaque paire la fraction massique du premier élément de la formule est la plus grande:
a) N20, NON ; b) CO, CO2 ; c) B203, B2S3.
96. Effectuez les calculs nécessaires pour l'acide acétique CH 3 COOH et le glycérol C 3 H 5 (OH) 3 et remplissez le tableau :
| C x H y O z | M r (C x H y O z) | toilettes) | L(H) | O(O) |
97. La fraction massique d'azote dans un certain composé est de 28%. Quelle masse du composé contient 56 g d'azote ?
98. La fraction massique du calcium dans sa combinaison avec l'hydrogène est de 0,952. Déterminer la masse d'hydrogène contenue dans 20 g du composé.
99. Mélangez 100 g de ciment et 150 g de sable. Quelle est la fraction massique de ciment dans le mélange préparé ?
Popel P.P., Kriklya L.S., Chimie : Pdruch. pour 7 cellules. zahalnosvit. navch. zakl. - K.: Exhibition Center "Academy", 2008. - 136 p.: il.
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La fraction massique d'un élément s'exprime en fractions d'unité ou en pourcentage :
ω (E) \u003d m (E) / Mr (in-va) (1)
ω% (E) \u003d m (E) 100% / Mr (in-va)
La somme des fractions massiques de tous les éléments d'une substance est égale à 1 ou 100 %.
En règle générale, pour calculer la fraction massique d'un élément, une portion d'une substance est prise égale à la masse molaire de la substance, puis la masse d'un élément donné dans cette portion est égale à sa masse molaire multipliée par le nombre de atomes d'un élément donné dans une molécule.
Ainsi, pour une substance A x B y en fractions d'unité :
ω (A) \u003d Ar (E) X / Mr (in-va) (2)
De la proportion (2), nous dérivons la formule de calcul pour déterminer les indices (x, y) dans la formule chimique d'une substance, si les fractions massiques des deux éléments et la masse molaire de la substance sont connues :
X \u003d ω% (A) Mr (in-va) / Ar (E) 100% (3)
Diviser ω% (A) par ω% (B), c'est-à-dire en transformant la formule (2), on obtient :
ω(A) / ω(B) = X Ar(A) / Y Ar(B) (4)
La formule de calcul (4) peut être transformée comme suit :
X: Y \u003d ω% (A) / Ar (A) : ω% (B) / Ar (B) \u003d X (A) : Y (B) (5)
Les formules de calcul (3) et (5) sont utilisées pour déterminer la formule de la substance.
Si le nombre d'atomes dans une molécule d'une substance pour l'un des éléments et sa fraction massique sont connus, la masse molaire de la substance peut être déterminée:
Mr(in-va) \u003d Ar (E) X / W (A)
Exemples de résolution de problèmes pour calculer les fractions massiques d'éléments chimiques dans une substance complexe
Calcul des fractions massiques d'éléments chimiques dans une substance complexe
Exemple 1. Déterminer les fractions massiques des éléments chimiques dans l'acide sulfurique H 2 SO 4 et les exprimer en pourcentage.
La solution
1. Calculez le poids moléculaire relatif de l'acide sulfurique :
M. (H 2 SO 4) \u003d 1 2 + 32 + 16 4 \u003d 98
2. Nous calculons les fractions massiques des éléments.
Pour ce faire, la valeur numérique de la masse de l'élément (en tenant compte de l'indice) est divisée par la masse molaire de la substance :
En tenant compte de cela et en désignant la fraction massique de l'élément par la lettre ω, les calculs des fractions massiques sont effectués comme suit :
ω(H) = 2 : 98 = 0,0204, soit 2,04 % ;
ω(S) = 32 : 98 = 0,3265, soit 32,65 % ;
ω(O) \u003d 64 : 98 \u003d 0,6531, soit 65,31%
Exemple 2. Déterminer les fractions massiques des éléments chimiques dans l'oxyde d'aluminium Al 2 O 3 et les exprimer en pourcentage.
La solution
1. Calculez le poids moléculaire relatif de l'oxyde d'aluminium :
M(Al 2 O 3) \u003d 27 2 + 16 3 \u003d 102
2. Nous calculons les fractions massiques des éléments :
ω(Al) = 54 : 102 = 0,53 = 53 %
ω(O) = 48 : 102 = 0,47 = 47 %
Comment calculer la fraction massique d'une substance dans un hydrate cristallin
La fraction massique d'une substance est le rapport de la masse d'une substance donnée dans le système à la masse de l'ensemble du système, c'est-à-dire ω(X) = m(X) / m,
où ω(X) - fraction massique de la substance X,
m(X) - masse de la substance X,
m - masse de l'ensemble du système
La fraction de masse est une quantité sans dimension. Elle est exprimée en fraction d'unité ou en pourcentage.
Exemple 1. Déterminer la fraction massique d'eau de cristallisation dans le chlorure de baryum dihydraté BaCl 2 2H 2 O.
La solution
La masse molaire de BaCl 2 2H 2 O est :
M (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 137 + 2 35,5 + 2 18 \u003d 244 g / mol
De la formule BaCl 2 2H 2 O il ressort que 1 mol de chlorure de baryum dihydraté contient 2 mol H 2 O. De là, on peut déterminer la masse d'eau contenue dans BaCl 2 2H 2 O :
m(H2O) = 2 18 = 36 g.
On retrouve la fraction massique d'eau de cristallisation dans le chlorure de baryum dihydraté BaCl 2 2H 2 O.
ω (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / m (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 36 / 244 \u003d 0,1475 \u003d 14,75%.
Exemple 2. De l'argent pesant 5,4 g a été isolé d'un échantillon de roche pesant 25 g contenant le minéral argentite Ag 2 S. Déterminer la fraction massique d'argentite dans l'échantillon.
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Déterminez la quantité de substance d'argent dans l'argentite : n(Ag) \u003d m (Ag) / M (Ag) \u003d 5,4 / 108 \u003d 0,05 mol. De la formule Ag 2 S, il s'ensuit que la quantité de substance argentite est la moitié de la quantité de substance argent. Déterminer la quantité de substance argentite : n (Ag 2 S) \u003d 0,5 n (Ag) \u003d 0,5 0,05 \u003d 0,025 mol On calcule la masse d'argentite : m (Ag 2 S) \u003d n (Ag 2 S) M (Ag2S) \u003d 0,025 248 \u003d 6,2 g. Nous déterminons maintenant la fraction massique d'argentite dans un échantillon de roche pesant 25 g. ω (Ag 2 S) \u003d m (Ag 2 S) / m \u003d 6,2 / 25 \u003d 0,248 \u003d 24,8%. |
