2. Типи розрахункових задач.

2.1. Обчислення масової частки елемента в складі речовини за її хімічною формулою

Обчислити масову частку елемента в складі речовини за її формулою означає встановити, яка частина складної речовини припадає на частку кожною елемента.

де n — число атомів даного елемента у формулі речовини;

Е — елемент;

w — масова частка елемента.

Загальна формула для визначення масової частки елемента або сполуки в речовині:

Задача 1. У складі речовини містяться Кальцій — 29,4%; Сульфур — 23,5% і Оксиген — 47,1%. Визначте формулу цієї сполуки.

Д ано: Розв’язання

1. За умовою задачі речовина містить у складі атоми Кальцію, Сульфуру й Оксигену, але кількість атомів кожного елемента невідома, тому їхнє число позначимо х, у, z. Приймемо загальну

масу речовини Са_xS_yО_z такою, що дорівнює 100 г. Тоді, виходячи з формули (2), виводимо формулу для визначення маси речовини:

2. Обчислюємо маси Кальцію, Сульфуру, Оксигену:

3. Щоб визначити число атомів елемента у формулі, треба масу цього елемента розділити на його відносну атомну масу. Часто використовують таку форму запису:

де х, у, z — індекси у формулі, а 40, 32 і 16 — відносні атомні маси відповідно Кальцію, Сульфуру й Оксигену. У результаті ділення одержуємо округлені числа: х : у : z = 0,735 : 0,734 : 2,9.

4. Індекси прийнято записувати як цілі числа, тому, для того щоб перейти до цілочисельних значень, обчислені результати ділимо на найменший із них, тобто на 0,734, й одержуємо округлені числа:

Отже, до складу речовини входить 1 атом Кальцію, 1 атом Сульфуру й 4 атоми Оксигену.

Відповідь: формула речовини СаSO4.

Задача 2. Визначити масову частку елементів в алюміній оксиді Al2O3 .

Д ано: Розв’язання

1. Визначаємо Mr (Al₂O₃):

M_r(Al₂O₃) = 2Аr(Al) + 3Аr(O) = 2•27 + 3•16 = 102

2. Обчислюємо w(Al) в сполуці:

3. Знаходимо w(О) в сполуці:

Відповідь: w(Al) в сполуці Al₂O₃ дорівнює 0,53, або 53%, w(О) — 0,47, або 47%.

Задачі для самостійного розв’язування

1. Обчисліть масову частку кожного елемента в кальцій карбонаті СаСО₃.

2. Обчисліть масову частку кожного елемента в сульфатній кислоті.

3. Обчисліть масову частку (у %) кожного елемента в кальцій гідроксиді.

2.2. Обчислення числа атомів (молекул) у певній кількості речовини

Обчислення здійснюються за формулою:

де N_А — стала Авогадро — 6,02 • 10²³ моль^-1; n — кількість речовини (моль); N — число атомів чи молекул.

Пам’ятайте: 1 моль речовини містить N_А частинок.

Задача. Обчисліть, скільки молекул води міститься в 5 моль цієї речовини.

Д ано: Розв’язання

І спосіб.

Із формули (3) маємо: N = N_A • n.

N(Н₂О)=6,02•10²³моль^-1•5моль = 3,1 • 10²⁴.

ІІ спосіб.

1 моль — N_A молекул;

5 моль — N молекул;

N(Н₂О) = 5 моль • 6,02 • 10²³моль^-1 = 3,1 • 10²⁴.

Відповідь: У воді кількістю речовини 5 моль міститься 3,1 • 10²⁴ молекул цієї речовини.

Задачі для самостійного розв’язування

1. Скільки молекул аміаку NH₃ міститься в 10 моль цієї речовини?

2. Обчисліть масу 1,5 моль сульфідної кислоти H₂S.

3. Скільки молекул метану СН₄ міститься в 3,3 моль цієї речовини?