Хімічні розрахунки
У хімічних розрахунках використовуються такі фізичні величини:
Густина - це фізична величина, що виражає масу речовини за певний об’єм. Його позначення - грецька літера ró (ρ). Основною одиницею є кілограм на кубічний метр (кг/м 3), але використана одиниця - грам на кубічний сантиметр (г/см 3). Перетворення між цими одиницями виміру: г/см 3 = кг/м 3: 1000 та кг/м 3 = г/см 3 ∙ 1000. Кілограм на кубічний метр також записується як кілограм, помножений на метр на мінус третину (кг • м -3), а грам на кубічний метр також записується як грам, помножений на сантиметр до мінус третини (г • см -3).
Щільність обчислюється діленням ваги (у грамах) на об'єм (у кубічних сантиметрах). Це дає нам таку формулу:
Якщо я хочу отримати формулу для обчислення однієї з цих величин з такої формули, я покриваю її, а решта формули трикутника формує формулу для обчислення заданої величини.
Призначення: 500 мілілітрів води важить 499 грам. Яка щільність води?
Реєстрація:
Формула та розрахунок:
Відповідь: Вода має щільність 0,998 г/см 3. Але в хімічних розрахунках це часто округлюють до 1 г/см 3 .
Призначення: Щільність міді становить 8960 кг/м 3. Який об’єм матиме мідний дріт вагою 10г?
Реєстрація:
- м (Cu) = 10г
- ρ (Cu) = 8960кг/м 3 = 8,96г/см 3
- V =?
Формула та розрахунок:
V (Cu) ≈1.1161см 3
Відповідь: Мідний дріт має об’єм 1,1161 см 3 .
Призначення: Щільність криптону становить 3,44 кг/м 3. Скільки буде важити 3,5м 3 криптону?
Реєстрація:
- V (Kr) = 3,5 м 3
- ρ (Kr) = 3,44 кг/м 3
- м (Кр) =?
Формула та розрахунок:
- m (Kr) = ρ (Kr) • V (Kr)
- м (Кр) = 3,44 кг/м 3 • 3,5 м 3 (закреслення усічені)
- м (Кр) = 12,04 кг
Відповідь: 3,5м 3 криптону важитимуть 12,04 кг.
Вагова частка - це величина, яка використовується для вираження складу розчинів. Його бренд w. У ньому немає одиниці виміру. Він виражає, яка частина ваги розчину розчиненої речовини, весь розчин має значення 1, і тому вагова частка повинна бути менше 1. Це виражається як десяткове число або відсоток.
Масова частка розраховується так, що маса розчиненої речовини [її позначка становить м (А)] ділиться на вагу всього розчину [його позначка Містер)]. Нам потрібно число менше 1, і ми можемо перетворити його у відсотки (помноживши на 100).
З формули масової частки випливає такий трикутник:
І в цьому трикутнику це означає розчинену речовину (вона замінюється формулою в розрахунках). R у цьому трикутнику означає рішення.
Призначення: Ми розчинили у воді 50 г кухонної солі. Весь розчин важить 627г. Який відсоток становить це рішення?
Реєстрація:
- м (NaCl) = 50г
- м (R) = 627г
- w (NaCl) =?
Формула та розрахунок:
- w (NaCl) = m (NaCl): m (R)
- w (NaCl) = 50g: 627g (закреслені усічені)
- w (NaCl) ≈ 0,0977 = 7,97%
Відповідь: Розчин становить 7,97 відсотка.
Призначення: Якою буде вага розчину NaBr, вагова частка якого становить 0,25, і для його приготування ми використали 15 г NaBr.
Реєстрація:
- м (NaBr) = 15г
- w (NaBr) = 0,25
- m (R) =?
Формула та розрахунок:
- m (R) = m (A): w (A)
- м (R) = 15 г: 0,25
- м (R) = 60г
Відповідь: Вага розплаву складе 60г.
Призначення: 750 г джерельної води Раєц містить 0,04% розчинених солей. Скільки грамів розчинених солей містить ця вода?
Реєстрація:
- м (R) = 750г
- w (A) = 0,04% = 0,0004
- m (A) =?
Формула та розрахунок:
- m (A) = w (A) • m (R)
- м (А) = 0,0004 • 750г
- м (А) = 0,3 г.
Відповідь: Джерельна вода Rajec містить 0,3 г розчинених солей.
Постійна і маса Авогадро
Використовуючи хімічні розрахунки та реєструючи хімічні реакції (хімічні рівняння), нам іноді потрібно знати, скільки коштує речовина. Це можна зарахувати до атомів або молекул, але це дуже недоцільно. Коли ми йдемо до магазину, щоб придбати мак, ми також не запитуємо кількість зерен, але виражаємо бажану кількість маку, використовуючи фізичну кількість-вагу
У хімії ми також маємо величину, яка виражає кількість атомів у речовині. Ця величина називається кількість речовини. Позначка кількості речовини становить n а його одиниця - пристань(Марка цього пристрою - моль). 1 моль містить приблизно 6022 • 10 23 частинок. Це число називається сталою Авогадро. Виражене в звичайних числових позначеннях, це виглядає так: 602 200 000 000 000 000 000 000 000 000. І виражене у словесному позначенні, це шістсот два мільярди двісті трильйонів. Один моль - це приблизно вісімнадцять мілілітрів води.
Молярна маса (відносна атомна маса)
Однакова кількість різних речовин має різну вагу. Це тому, що атоми, які мають більше протонів, також важчі. Молярна маса (відносна атомна вага) використовується для вираження постійної маси речовини. Його марка - M, а одиниця - грам на моль (г/моль). Іноді цю одиницю записують також як грам, помножений на моль за мінусом першої (г • моль -1) Молярну масу будь-якого обчислюють шляхом ділення маси речовини на кількість речовини, що вона містить.
Але мені рідко потрібно обчислити молярну масу, поділивши масу на кількість речовини. Молярна маса використовується як допоміжна величина, тому я не намагаюся її обчислити, але намагаюся обчислити інші величини, використовуючи її.
І де я можу знайти молярну масу? Щодо елементів, це вказано в таблиці Менделєєва. Я можу розрахувати це для сполук. Обчисліть молярну масу сірчаної кислоти: 1. Формулою сірчаної кислоти є H2SO4. Звідси випливає, що одна молекула містить два атоми водню, один атом сірки та чотири атоми кисню. 2. Шукаю молярну масу водню, сірки та кисню. M (H) = 1,01 г/моль M (S) = 32,07 г/моль M (O) = 16 г/моль 3. Я обчислюю всі молярні маси. Елементи, які присутні в сполуці більше одного разу, я рахую не раз. M (H2SO4) = 2M (H) + M (S) + 4M (O) M (H2SO4) = 2 • 1,01 г/моль + 32,07 г/моль + 4 • 16 г/моль = 98,09 г/моль.
У розрахунках, отриманих з молярної маси (маси, маси), ми можемо використовувати таку трикутну формулу:
Призначення: Молярна маса водню становить 1,01 г/моль, кисню 16 г/моль. Скільки родимок води містить 2 кілограми води?
Реєстрація:
- м (H2O) = 2кг = 2000г
- M (H) ≈ 1,01 г/моль
- М (О) = 16 г/моль
- M (H2O) =?
- n (H2O) =?
Формула та розрахунок:
Спочатку обчислюємо молярну масу води:
Потім обчислюємо кількість води:
Відповідь: 2 кілограми води містять 110,99878 молей води.
Призначення: Молярна маса золота становить 196,97 г/моль. Якою масою буде 14,25моль золота?
Реєстрація:
- n (Au) = 14,25 моль
- М (Au) = 196,97 г/моль
- m (Au) =?
Формула та розрахунок:
- m (Au) = M (Au) • n (Au)
- м (Au) = 196,97 г/моль • 14,25 моль
- м (Au) = 2806,8225г
Відповідь: 14,25моль золота важить 2806,8225г.
Призначення: Яка молярна маса гелію, коли в одному грамі міститься 0,25 моля частинок?
Реєстрація:
- м (He) = 1г
- n (He) = 0,25 моль
- M (He) =?
Формула та розрахунок:
- M (He) = m (He): n (He)
- М (He) = 1 г: 0,25 моль
- М (He) = 4 г/моль
Відповідь: Молярна маса гелію становить 4 г/моль.