1 Моль газа занимает объем 22,4л

х моль газа занимает объем 5л

;

Постоянная Авогадро может быть использована для нахождения числа формульных единиц вещества*, числа атомов и т.п.

Пример 1.4. Найти число формульных единиц серной кислоты, число атомов водорода, серы и кислорода, содержащихся в 1000 г H₂SO₄.

Решение. Найдем количество вещества серной кислоты, используя формулу (1.1):

Составим пропорцию:

* Термин «формульная единица» может быть использован в тех случаях, когда термин «молекула» не соответствует реальным структурным единицам вещества. Так в кристаллической поваренной соли невозможно выделить отдельные молекулы NaCl. Поэтому вместо термина «молекула NaCl» правильнее использовать термин «формульная единица NaCl», как отражающий состав соединения. Сказанное применимо и к серной кислоте.

1 Моль серной кислоты содержит 6,02.1023 формульных единиц h2so4

10,2 моль - “ - - “- х - “- - “-

H₂SO₄

Одна формульная единица серной кислоты содержит 2 атома водорода, следовательно, 1000г или 10,2 моль серной кислоты содержат 2^.6,14^.10²⁴=1,228^.10²⁵ атомов водорода. Соответственно, число атомов серы и кислорода составит: 1^.6,14^.10²⁴=6,14^.10²⁴ атомов серы и 4^.6,14^.10²⁴=2,456^.10²⁵ атомов кислорода.

1.3. Химические формулы

Химические формулы выражают количественный и качественный состав соединения и, одновременно, обозначают массу, соответствующую 1 моль вещества. Например, формула азотной кислоты HNO₃ означает: 1) это вещество образовано 1 атомом водорода, 1 атомом азота и 3 атомами кислорода или одним ионом водорода (Н⁺) и одним нитрат-ионом (); 2) на 1 массовую часть водорода в азотной кислоте приходится 14 массовых частей азота и 48 массовых частей кислорода; 3) массу азотной кислоты, равную 63г; 4) количество вещества азотной кислоты, равное 1 моль (6,02^.10²³ формульных единиц). Химические формулы используются для разнообразных расчётов.

Пример 1.5. Найти процентное содержание кальция, водорода и кислорода в гидроксиде кальция Са(OН)₂.

Решение. Найдем молярную массу гидроксида кальция. Для этого в таблице ПСЭМ найдем относительные атомные массы кальция, кислорода и водорода и подставим их в формулу:

Можно также воспользоваться более удобной формулой:

Для нахождения процентного содержания кальция составим пропорцию:

74г Са(OН)₂ содержат 40г кальция

100г - “ - - “ - х - “ –

Следовательно, процентное содержание кальция в Са(OН)₂ составит:

Аналогично находим процентное содержание водорода и кислорода:

74г Са(OН)₂ содержат 2г водорода

100г - “ - - “ - х г - “ –

;

74г Са(OН)₂ содержат 32г кислорода

100г - “ - - “ - х г - “ –

.

Проверим правильность вычислений. Суммарное содержание всех трех элементов в гидроксиде кальция составляет:

54,05+2,70+43,24=99,99 %

Отклонение полученной величины от 100 % на 0,01% связано с округлением результатов.

Пример 1.6. Найти массу одной формульной единицы (молекулы) хлорида натрия (поваренной соли).

Решение.

1 моль NaCl содержит 6,02^.10²³ формульных единиц (молекул). Молярная масса хлорида натрия составляет

Составим пропорцию:

Масса 6,02^.10²³ молекул NaCl составляет 58,5г

Масса 1 - “ - - “ - - “ - - “ - х г

Пример 1.7. Найти простейшую формулу соединения, содержащего (по массе) 40 % углерода, 6,7 % водорода, 53,3 % кислорода, если плотность его паров по водороду составляет 15.

Решение. Обозначим числа атомов углерода, водорода и кислорода в простейшей формуле соединения через x, y и z. Молекулярные массы этих элементов равны 12, 1 и 16. Поэтому массы углерода, водорода и кислорода в составе соединения относятся как 12x:1y:16z. По условиям задачи это отношение равно 40:6,7:53,3. Следовательно,

12x:y:16z=40:6,7:53,3, откуда

Чтобы выразить полученное отношение целыми числами, разделим его члены на меньший из них:

Таким образом, простейшая формула соединения - СН₂О. Молекулярная масса соединения М_r=12+2+16=30. Молекулярная масса, определенная по относительной плотности, составляет

М = 2^.15=30.

Следовательно, простейшая и истинная формулы соединения совпадают.