- •Российский государственный педагогический университет имени а.И. Герцена
- •Основы химического языка
- •Предисловие
- •Оглавление
- •Химический элемент, химическое соединение
- •Химический элемент – символы и названия.
- •Классификация химических элементов.
- •Классификация химических соединений по составу.
- •Систематические и традиционные названия простых веществ.
- •Степень окисления элементов в химических соединениях.
- •Систематические и специальные названия одноэлементных ионов.
- •Систематические и специальные названия бинарных соединений.
- •Функциональная классификация сложных неорганических соединений
- •Оксиды.
- •Гидроксиды – основные (основания), амфотерные, кислотные (оксокислоты).
- •Пероксокислоты.
- •Бескислородные кислоты.
- •Галогенангидриды.
- •Основные положения координационной теории.
- •Номенклатура комплексных соединений.
- •1. Лабораторная работа «Основные классы неорганических соединений». Оксиды
- •Гидроксиды
- •Кислоты
- •Металлокомплексные соединения
- •Количественные характеристики химических элементов и соединений.
- •16 Г ch4 занимают объем 22,4 л
- •22,4 Л ch4 содержат 6,02∙1023 молекул
- •1 Моль h2s занимает объем 22,4 л
- •32 Г o2 занимают объем 22,4 л
- •13.1. Определение простейших и молекулярных формул соединений.
- •Индивидуальное домашнее задание № 1
32 Г o2 занимают объем 22,4 л
m г O2 - 0,0643 л
m = 320,0643/22,4 = 9,210-2 г.
Наряду с молярным объемом, в химической практике для характеристики химических соединений в газовой фазе используют величину относительной плотности газа (D). Как следует из закона Авогадро, в равных объемах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул, а следовательно и молей газов. В результате этого отношение масс равных объемов двух газов равно отношению их молярных масс:
m1 / m2 = M1 / M2
где m1 и m2 – массы двух газов одинакового объема, а М1 и М2 – их молярные массы. Отношение m1/m2 = D и называется относительной плотностью первого газа по второму, используемому в качестве стандарта и указываемому в нижнем индексе величины Ds. Такими стандартами обычно являются доступные в химической практике индивидуальные газы с известными молярными массами – H2 (M = 2,016 г/моль), N2 (M = 28,0134 г/моль), или воздух, являющийся смесью газов со средней молекулярной массой МВ = 28,8 г/моль10. Используя величину относительной плотности газообразного химического соединения по отношению к стандарту, можно получить значение молярной массы соединения:
М = DsMs
Пример 9. Относительная плотность галогеноводорода по воздуху составляет 2,81. Какой это галогеноводород? Какова его плотность по водороду?
Решение. Молярная масса галогеноводорода HHal (Hal – галоген):
M(HHal) = DBMB = 2,8128,8 = 80,9 г/моль
Молярная масса галогена: M(Hal) = M(HHal) – M (H) = 80,9 – 1 = 79,9 г/моль, следовательно галоген – бром, а газ – бромоводород.
Относительная плотность HBr по водороду:
DH2 = M(HBr)/M(H2) = 80,9/2 = 40,45
Важнейшей количественной характеристикой химического соединения, определяющей его состав, является простейшая химическая формула соединения, которая показывает минимальное соотношение между атомами в химическом соединении и которую обычно устанавливают по результатам «элементного анализа» соединения - массового процентного содержания (массовой доли) - ω химических элементов (или группы атомов) в соединении.
Пример 10. Рассчитать результаты элементного анализа сульфида натрия.
Решение. Один моль сульфида натрия с массой m(Na2S) = M(Na2S) = 78 г содержит один моль атомов серы с массой m(S) = M(S) = 32 г и два моля атомов натрия с массой m(Na) = 2M(Na) = 46 г. Следовательно, процентное массовое содержание натрия (Na%) и серы (S%) составляет:
ω Na% = (m(Na)/m(Na2S))100 = 58,87%, ω S% = (m(S)/m(Na2S))100 = 41,03%.
Пример 11. Определить массовую долю кристаллизационной воды в кристаллогидрате Na2CO310H2O.
Решение. Один моль кристаллогидрата с массой m = M(Na2CO310H2O) = 286 г содержит 10 молей кристаллизационной воды с массой m(H2O) = 10M(H2O) = 180 г. Следовательно, массовая доля кристаллизационной воды в кристаллогидрате составляет:
ω (H2O) = (m(H2O)/m) 100= (180/286)100 = 62,9 %.
Упражнения:
84. Определить массу одной молекулы: а) оксида серы (IV), б) сероводорода. Какой объем при н.у. занимают 9,03∙1023 молекул азота N2? Какова их масса?
85. Одинаковое ли число молекул содержится: а) в 1 л H2 и 1 л Cl2, б) в 3 г N2 и 3 г NH3, в) в 5 молях О2 и в 5 молях О3?
86. При одинаковых условиях взяты 7,5 л хлора и 2,5 л водорода. Каково численное соотношение молекул в данных объемах газов?
87. В каком объеме хлора (0 ºС, 101,3 кПа) содержится 1020 молекул? Чему равна масса этого объема хлора?
88. Сопоставьте число молекул, содержащихся в 1 г H2SO4 и 1 г HNO3?
89. Выразите в граммах массу электрона, составляющую 5,510-4 а.е.м.
90. Сколько молей водорода находится в баллоне объемом 25 л при 15 ºС и давлении 810, 4 кПа?
91. Масса 500 мл неизвестного газа при 87º С и давлении 96 кПа равна 0,93 г. Вычислить молярную массу газа.
92. Вычислить массу 1 мл водорода при 20º С и давлении 700 мм рт.ст.
93. В двух закрытых баллонах при 27 ºС находятся одинаковые массовые количества – в одном кислорода, а в другом азота. В каком баллоне давление больше и во сколько раз? До какой температуры следует нагреть содержимое одного из баллонов, чтобы уравнять давления газов?
94. Рассчитайте массу CO2, находящегося в закрытом баллоне при 37 ºС и давлении 202,6 кПа, если 160 г кислорода при 12 0С, находящиеся в этом же баллоне создают давление 121,6 кПа.
95. Вычислите массу 76 мл азота, собранного над водой при 29 0С и 104 кПа, если давление пара воды при той же температуре составляет 4 кПа.
96. Одинаковые объемы водорода собрали при 20 0С и общем давлении 101,3 кПа в одном случае над водой (давление паров воды при 20 0С составляет 2,3 кПа), а в другом – над ртутью. Каково соотношение между массовыми количествами водорода в этих двух случаях?
97. Плотность паров брома по воздуху 5,37. Каков состав молекулы брома?
98. Определить молекулярную формулу аллотропной модификации кислорода, если плотность этого простого вещества по оксиду углерода(II) равна 1,714.
99. Масса 2л некоторого газа при н.у. составляет 3,04 г, а масса 3 л азота равна 3,75 г. Вычислить молекулярную массу газа, исходя: а) из его плотности по азоту, б) из его молярного объема.
100. При прокаливании 2,42 г кристаллогидрата нитрата меди масса вещества уменьшилась на 1,62 г. Установить формулу кристаллогидрата.
101. Молекулярная масса сульфида некоторого р-элемента IV группы относится к молекулярной массе бромида того же элемента как 23 : 87. Определить молекулярную массу и название элемента, если элемент образует сульфид и оксид в одной и той же характерной степени окисления.