Крот 2

Он-лайн довідку з цієї теми див. У хімічному модулі "Стехіометрія", який стосується родимок; балансуючі рівняння; стехіометричні розрахунки; молярність та стехіометрія розчину.

КОНЦЕПЦІЯ КРОВІ (Загальні питання 2)

Ваші відгуки щодо цих проблем самодопомоги вдячні. Клацніть тут, щоб надіслати електронне повідомлення.

Ярлик до запитань

Залізо згоряє на повітрі з утворенням Fe3O4.
(1.) Напишіть рівняння реакції.
(2.) Скільки молей газоподібного кисню потрібно для спалення Fe (1,0 моль)?
(3.) Яка це маса кисневого газу?
(4.) Чи може шматок заліза (5,6 г) повністю згоріти до Fe3O4 у посудині, що містить кисень (0,050 моль)?

Знайдіть емпіричну формулу сполуки, яка дає наступний аналіз за вагою -

азот = 26,2%; хлор = 66,4%; водень = 7,50%.

З'єднання молярної маси 62 містить лише C, H та O. Аналіз дає 38,7% вуглецю та 9,8% водню за вагою. Визначте емпіричну та молекулярну формули сполуки.

Встановлено, що сполука містить такі вагові відсотки кожного елемента: вуглець = 52,5%, водень = 3,7%, бор = 7,9%, азот = 10,2%, хлор = 25,6%. Яка емпірична формула сполуки?

Яка емпірична формула сполуки, що містить 40% сірки та 60% кисню за вагою? Яка його молекулярна формула, якщо його молекулярна маса 240?

Виведіть емпіричні формули речовин, що мають такі масові відсотки:
(1.) Залізо 63,5%; сірка 36,5%
(2.) Залізо 46,5%; сірка 53,4%
(3.) Залізо 53,7%; сірка 46,3%

Показано, що сполука є іонною, оскільки вона розчиняється у воді, забезпечуючи розчин, який проводить електрику. З'єднання має наступний відсотковий склад за вагою:

натрій = 32,4%; сірка = 22,6%; кисень = 45,0%.

(1.) Виведіть емпіричну формулу цієї сполуки.

(2.) Чому ця сполука не має молекулярної формули?

Яка кількість (моль) розчиненої речовини міститься у 125 мл 0,864 М розчину?

Яку масу хлориду натрію потрібно розчинити у воді, щоб отримати 1,50 х 10 3 мл 0,100 М розчину хлориду натрію?

Гідроксид натрію (4,62 г) розчиняють у воді, отримуючи кінцевий об'єм 350 мл. Яка молярність розчину?

Яку масу мурашиної кислоти (HCOOH) слід розбавити, щоб отримати 1,00 літра 0,0750 М водного розчину?

Який об’єм сірчаної кислоти (0,77 М) містить 0,50 моль H2SO4?

Який об’єм нітрату срібла (0,54 М) містить 0,34 г розчиненої речовини?

Розчин 12,0 М соляної кислоти (100 мл) розводять до 2000 л. Яка молярність розчину?

Розчин містить 0,200 моль розчиненої речовини в 500 мл. Яка молярність розчину?

КОНЦЕПЦІЯ КРОВІ (Загальні відповіді 2)

(2.) З рівняння для 3 молей Fe потрібні 2 молі O2 (зауважте, що газоподібний кисень двохатомний), отже 1 моль Fe потребує 2/3 моль O2.

(3.) Маса O2 = молі O2 x молярна маса O2

= 2/3 моль х (2 х 16,00 г моль -1) = 21 г.

(4.) Молі Fe = маса заліза/молярна маса Fe

= 5,6 г/55,85 г моль -1

З частини (2.) потрібні молі O2 = молі Fe x 2/3

= 0,10 моль х 2/3 = 0,067 моль O2.

Тому 5,6 г заліза не згорять повністю в 0,050 моль O2.

Емпірична формула будь-якої сполуки - це найпростіше ціле відношення атомів складових елементів. Його отримують з елементарного масові відсотки за допомогою відносні атомні маси елементів (атомні ваги). Елементарними відсотками маси є ні. грамів кожного елемента, об'єднаних у 100 г речовини. Оскільки атоми кожного з різних елементів мають власну унікальну атомну масу, необхідно розділити кожну експериментально виміряну масу кожного присутніх елемента на його атомну масу, щоб визначити відносне число кожного присутнього атома. Тобто перший крок передбачає визначення кількість молей атомів кожного складового елемента на 100 г. речовини:

У 100 г речовини 26,2 г атомів N, 66,4 г атомів Cl і 7,50 г атомів H

М олесь Н атоми = маса N атомів/молярна маса N атомів

= 26,2 г/14,01 г моль -1 = 1,87 моль

Родимки Cl атоми = маса атомів Cl/молярна маса атомів Cl

= 66,4 г/35,45 г моль -1 = 1,87 моль

Родимки H атоми = маса атомів Н/молярна маса атомів Н

= 7,50 г/1,008 г моль -1 = 7,44 моль

Ще раз зауважимо, що елементи ' атомні маси використовуються тут - незалежно від того, чи може елемент зустрічатися в двоатомній формі. Наприклад, атомна маса азоту дорівнює 14,01 - той факт, що він існує в газоподібній формі як N2, з молекулярною масою 28,02, не має значення, оскільки тут ми не маємо справу з газоподібним N2. (Це поширена помилка!)
Оскільки молі = кількість атомів/число Авогадро, відносна кількість молей атомів кожного присутнього елемента також представляє відносну кількість атомів кожного з складових елементів у сполуці. Оскільки атоми повинні поєднуватися у цілочисельних співвідношеннях, залишився крок - зменшити ці значення до цілих чисел, розділивши на найменший загальний знаменник (у даному випадку 1,87), щоб дозволити призначення емпіричної формули:
Кількість атомів N у формулі сполуки = 1,87/1,87 = 1,00
№ атомів Cl у формулі сполуки = 1,87/1,87 = 1,00
Кількість атомів Н у формулі сполуки = 7,44/1,87 = 3,98
Беручи до уваги експериментальну похибку, що випливає з даних масових коефіцієнтів, значення 3,98 приймається як 4. Ця експериментальна помилка не повинна становити більше 1% від цілого значення, що призначається в будь-якій задачі визначення формули. Наприклад, у цьому питанні процентна помилка становить

((4,00 - 3,98)/4,00) x 100%

= 0,5% (тобто менше 1%),

тож прийняття 3,98 як 4,00 є дійсним.
Це призводить до емпіричної формули NH4Cl.

Див. Попередню відповідь для детального обговорення використовуваного методу.

Маса% O = 100% - маса% C - маса% H

= 100% - 38,7% - 9,8% = 51,5%

Таким чином, 100,0 г сполуки містить 38,7 г вуглецю, 9,8 г водню і 51,5 г кисню.

Молі атомів С = маса вуглецю/молярна маса атомів С

= 38,7 г/12,01 г моль -1 = 3,22 моль

Молі атомів Н = маса водню/молярна маса атомів Н

= 9,8 г/1,008 г моль -1 = 9,7 моль

Молі атомів O = маса кисню/молярна маса атомів O

= 51,5 г/16,00 г моль -1 = 3,22 моль

Поділивши їх на 3.22:
№ атомів С у формулі сполуки = 3,22/3,22 = 1,00
Кількість атомів Н у формулі сполуки = 9,7/3,22 = 3,0
Кількість атомів O у формулі сполуки = 3,22/1,00
Це забезпечує емпіричну формулу CH3O.
Молекулярна формула визначається з молярної маси речовини (молярна маса повної молекули подана як 62) та молярної маси емпіричної одиниці: (молярна маса CH3O = 31). Отже, відношення молекулярної до емпіричної формули = 62/31 = 2, отже молекулярна формула є C2H6O2.

Відповідно до попередніх питань,

100,0 г сполуки містить 52,5 г вуглецю, 3,7 г водню, 7,9 г бору, 10,2 г азоту і 25,6 г хлору.

Молі атомів С = маса вуглецю/молярна маса атомів С

= 52,5 г/12,01 г моль -1 = 4,37 моль

Молі атомів Н = маса водню/молярна маса атомів Н

= 3,7 г/1,008 г моль -1 = 3,6 моль

Молі атомів B = маса атомів бору/молярних мас B

= 7,9 г/10,81 г моль -1 = 0,73 моль

Молі N атомів = маса азоту N/молярна маса N атомів

= 10,2 г/14,01 г моль -1 = 0,728 моль

Молі атомів Cl = маса хлору/молярна маса атомів Cl

= 25,6 г/35,45 г моль -1 = 0,722 моль

Поділивши їх на 0,722:
Молярне відношення С у формулі сполуки = 6,05
Молярне відношення H у формулі сполуки = 5,0
Молярне відношення B у формулі сполуки = 1,0
Молярне відношення N у формулі сполуки = 1,00
Молярне відношення Cl у формулі сполуки = 1,00

що є однаковим із співвідношенням кількості складових атомів.

100 г сполуки містить 40 г сірки і 60 г кисню

Молі атомів S = маса атомів сірки/молярної маси S

= 40 г/32,07 г моль -1 = 1,2 моль

Молі атомів O = маса кисню/молярна маса атомів O

= 60 г/16,00 г моль -1 = 3,8 моль

Поділивши їх на 1,2:
№ атомів S у формулі сполуки = 1,0
№ атомів O у формулі сполуки = 3,0
Це дає емпіричну формулу SO3.
Молярна маса SO3 дорівнює 80,07, а молярна маса повної молекули дається як 240. Отже, відношення молекулярної до емпіричної маси = 240/80,07 = 3, отже, молекулярна формула S3O9.

Молі атомів Fe на 100 г = маса атомів заліза/молярної маси Fe

= 63,5 г/55,85 г моль -1 = 1,14 моль

Молі атомів S на 100 г = маса атомів сірки/молярної маси S

= 36,5 г/32,07 г моль -1 = 1,14 моль

Поділивши їх на 1,14:
№ атомів Fe у формулі сполуки = 1,00
№ атомів S у формулі сполуки = 1,00
Це дає емпіричну формулу FeS.

Молі атомів Fe на 100 г = маса атомів Fe заліза/молярна маса

= 46,5 г/55,85 г моль -1 = 0,833 моль

Молі атомів S на 100 г = маса атомів сірки/молярної маси S

= 53,4 г/32,07 г моль -1 = 1,67 моль

Поділивши їх на 0,838:
№ атомів Fe у формулі сполуки = 1,00
№ атомів S у формулі сполуки = 2,00
Це дає емпіричну формулу FeS2.

Молі атомів Fe на 100 г = маса атомів Fe заліза/молярна маса

= 53,7 г/55,85 г моль -1 = 0,962 моль

Молі атомів S на 100 г = маса атомів сірки/молярної маси S

= 46,3 г/32,07 г моль -1 = 1,44 моль

Поділивши їх на 0,962:
№ атомів Fe у формулі сполуки = 1,00
№ атомів S у формулі сполуки = 1,50
У деяких випадках цей процес поділу не забезпечує цілочисельних значень, придатних для призначення емпіричної формули. Однак, як правило, легко переробити ці значення у цілі числа. У цьому випадку видно, що множення отриманих вище значень на 2 дасть відповідні цілі значення для присвоєння емпіричної формули Fe2S3.

Моль атомів Na на 100 г = маса атомів Na натрію/молярна маса Na

= 32,4 г/22,99 г моль -1 = 1,409 моль

Молі атомів S на 100 г = маса атомів сірки/молярної маси S

= 22,6 г/32,07 г моль -1 = 0,705 моль

Молі атомів O на 100 г = маса кисню/молярна маса атомів O

= 45,0 г/16,00 г моль -1 = 2,812 моль

Поділивши їх на 0,705:
Кількість атомів Na у формулі сполуки = 2,00
№ атомів S у формулі сполуки = 1,00
№ атомів O у формулі сполуки = 4,00
Це дає емпіричну формулу Na2SO4.

Оскільки ця сполука є іонною, відсутні "молекули" - іонні сполуки складаються з тривимірних масивів іонів, упакованих у кристалічну решітку, причому кожен іон має ряд найближчих сусідів. У ковалентних сполуках кожен атом зв’язаний з одним або кількома іншими атомами, утворюючи молекулу сполуки. Отже, іонні сполуки не можуть мати молекулярну формулу, можлива лише емпірична формула, але ковалентні сполуки мають як емпіричну, так і молекулярну формулу.

Молярність розчину - це кількість молей розчиненої речовини, присутніх рівно в одному літрі розчину.

тобто молярність = моль/літр або

M = n/V, де V має бути в літрах.

Переставляючи, n = M x V

Молей у 125 мл становить 0,125 л х 0,864 моль л -1

Молей в 1,50 х 10 3 мл становить 1,50 л х 0,100 моль л -1

Маса хлориду натрію = моль NaCl х молярна маса NaCl

= 0,15 моль х 58,44 г моль -1

Молі NaOH = маса гідроксиду натрію/молярна маса NaOH

= 4,62 г/40,00 г моль -1

Молярність = моль NaOH/об'єм розчину (л)

= 0,116 моль/0,350 л

Оскільки об'єм становить один літр, потрібні молі HCOOH

Маса мурашиної кислоти = моль HCOOH x молярна маса HCOOH

= 0,0750 моль х 46,03 г моль -1

молярність = моль/об'єм (літри)

тому обсяг = моль/молярність

Об'єм = 0,50 моль/0,77 моль L -1 = 0,65 л.

Молі AgNO3 в 0,34 г.

= маса нітрату срібла/молярна маса AgNO3

= 0,34 г/169,91 г моль -1

Об'єм, що містить 0,0020 моль (0,34 г)

= 0,0020 моль/0,54 моль L -1

Молі HCl = молярність соляної кислоти х об'єм соляної кислоти

= 12,0 моль L -1 x 0,100 л

Молярність нового розчину = моля HCl/об'єм розчину

= 1,20 моль/2000 л

Альтернативним методом розрахунку молярності розчину, який був розведений, є використання виразу

де M1 і V1 - об'єм і молярність вихідного розчину, тоді як M2 і V2 - нові молярність і об'єм. Зверніть увагу, що одиниці виміру V не повинні бути в літрах - вони обов’язково будуть однаковими з обох сторін виразу, тому можна використовувати інші одиниці, такі як мл. Цей вираз можна використовувати лише для розрахунків розведення і не застосовується до інших типів розрахунків.

Молярність = моль/об'єм (л)

= 0,200 моль/0,500 л

Отже, один моль K2CrO4 призводить до утворення одного молю BaCrO4, а оскільки BaCl2 перевищує кількість клітин K2CrO4, буде визначати кількість продукованого BaCrO4.

= молярність K2CrO4 x об'єм розчину K2CrO4

= 0,469 х 0,0500 моль

Маса хромату барію = моль BaCrO4 х молярна маса BaCrO4

= 0,02345 моль х 253,3 г моль -1

Отже, один моль Al2 (SO4) 3 вимагає трьох молей Ba (NO3) 2 для повної реакції.

Спочатку розраховують молі сульфату алюмінію в розчині, оскільки це реагент, для якого дано і молярність, і об’єм:

= 0,350 моль L -1 x 0,0250 л

Як було зазначено вище, 1 моль Al2 (SO4) 3 вимагає 3 моль Ba (NO3) 2 або

об’єм розчину 0,280 М Ba (NO3) 2