So berechnen Sie den Prozentsatz des Elements in der Substanz. Berechnung der Massenfraktion des chemischen Elements in der Substanz
Was ist die Essenz des Konzepts von "Massenfraktion"?
Die Massenfraktion wird als Prozentsatz oder einfach in den Zehntel gemessen. Direkt oben sprachen wir über die klassische Definition, die in Referenzbüchern, Enzyklopädien oder Schullehrbüchern der Chemie zu finden ist. Aber um das Essenz zu verstehen, was gesagt wurde, ist nicht so einfach. Angenommen, wir haben 500 g einer komplexen Substanz. In diesem Fall bedeutet es, dass es in seiner Zusammensetzung nicht einheitlich ist. An und groß sind alle von uns verwendeten Substanzen komplex, selbst ein einfaches Kochsalz, dessen Formel NaCl ist, dh es besteht aus Natriummolekülen und Chlor. Wenn Sie die Argumente auf dem Beispiel eines Kochsalzes fortsetzen, kann davon ausgegangen werden, dass 500 g Salz von 400 g Natrium enthält. Dann beträgt seine Massenfraktion 80% oder 0,8.
Warum brauchst du ein Geschenkbuch?
Ich denke, die Antwort auf diese Frage, die Sie bereits kennen. Vorbereitung aller möglichen Lösungen, Mischungen usw. Es ist ein wesentlicher Bestandteil der wirtschaftlichen Tätigkeit eines Gärtners. Die Lösungen verwenden Düngemittel, verschiedene Nährstoffmischungen sowie andere Medikamente, wie Epin-Wachstumstimulanzien, "Corneser" usw. Darüber hinaus ist es oft notwendig, trockene Substanzen, wie Zement, Sand und andere Komponenten oder gewöhnliches Gartenland mit einem gekauften Substrat zu mischen. Gleichzeitig ist die empfohlene Konzentration dieser Werkzeuge und Zubereitungen in vorbereiteten Lösungen oder Mischungen in den meisten Anweisungen präzise in Massenfraktionen gegeben.
Daher wird das Wissen darüber, wie der Massenanteil des Elements in der Substanz berechnet wird, der Geschenkbox, um die notwendige Lösung des Düngemittels oder der Nährstoffmischung richtig zu machen, und dies wird wiederum notwendigerweise die zukünftige Ernte auswirken.
Algorithmus für Berechnungen.
So ist der Massenfraktion der einzelnen Komponente das Verhältnis seiner Masse zur Gesamtmasse der Lösung oder Substanz. Wenn Sie das Ergebnis in Prozent übersetzen müssen, ist es erforderlich, es mit 100 zu multiplizieren. Somit kann die Formel zur Berechnung des Massenanteils wie folgt geschrieben werden:
W \u003d Masse der Substanz / Lösung
W \u003d (Masse der Substanz / Massenmasse) x 100%.
Ein Beispiel für eine Massenfraktion
Angenommen, wir haben eine Lösung, für die die Herstellung von 5 g NaCl in 100 ml Wasser gegeben wurde, und nun ist es notwendig, die Konzentration des Tischsalzes zu berechnen, dh sein Massenfraktion. Die Masse der Substanz ist uns bekannt, und die Masse der resultierenden Lösung ist die Summe des zwei Massensalzes und des Wassers und ist gleich 105. Somit teilen wir 5 g um 105 g. Wir multiplizieren das Ergebnis von 100 und wir erhalten einen gewünschten Betrag von 4,7%. Diese Konzentration hat eine Salzlösung.
Mehr praktische Aufgabe.
In der Praxis muss der Daccier oft mit den Aufgaben einer anderen Art umgehen. Beispielsweise ist es notwendig, eine wässrige Lösung eines jeden Düngemittels herzustellen, deren Konzentration 10 Gew .-% betragen sollte. Um die empfohlenen Proportionen genau zu beobachten, ist es notwendig, zu bestimmen, welche Substanzmenge erfordert, und in dem das Wasservolumen aufgelöst werden muss.
Die Aufgabenlösung beginnt in umgekehrter Reihenfolge. Erstens sollte es in einen Prozentsatz eines Massenanteils von 100 unterteilt sein. Infolgedessen erhalten wir W \u003d 0,1 eine Massenfraktion eines Substanz in Einheiten. Jetzt bezeichnen wir die Menge an Substanz als X und die endgültige Masse der Lösung - M. Gleichzeitig ist die letzte Größe die beiden Komponenten - die Masse des Wassers und der Masse des Düngemittels. Das heißt, m \u003d mv + x. So erhalten wir eine einfache Gleichung:
W \u003d x / (mv + x)
Wenn Sie es relativ zu X lösen, erhalten wir:
x \u003d W x MV / (1 - W)
Ersetzen der verfügbaren Daten erhalten wir folgende Abhängigkeit:
x \u003d 0,1 x MV / 0,9
Wenn wir also 1 l (dh 1000 g) Wasser nehmen, sollten dann zur Herstellung der Lösung der gewünschten Konzentration etwa 111-112 g Dünger erforderlich sein.
Lösen von Aufgaben mit Verdünnung oder Zusatz
Angenommen, wir haben 10 Liter (10 000 g der fertigen wässrigen Lösung mit einer Konzentration einer bestimmten Substanz W1 \u003d 30% oder 0,3. Wie viel muss es benötigt werden, um das Wasser dazu hinzuzufügen, damit die Konzentration auf W2 \u003d 15% oder 0,15 verringert wird? In diesem Fall hilft die Formel:
MV \u003d (W1x M1 / \u200b\u200bW2) - M1
Wir ersetzen die anfänglichen Daten, wir bekommen, dass die Menge des hinzugefügten Wassers sein muss:
MV \u003d (0,3 x 10 000 / 0,15) - 10 000 \u003d 10 000 g
Das heißt, füge das gleiche 10 l hinzu.
Stellen Sie sich jetzt das umgekehrte Problem vor - es gibt 10 Liter wässrige Lösung (M1 \u003d 10.000 g) mit der Konzentration von W1 \u003d 10% oder 0,1. Es ist notwendig, eine Lösung mit einer Massenfraktion des Düngemittels W2 \u003d 20% oder 0,2 zu erhalten. Wie viel muss es notwendig sein, das Ausgangsmaterial hinzuzufügen? Verwenden Sie dazu die Formel:
x \u003d M1 x (W2 - W1) / (1 - W2)
Ersetzen des ersten Werts erhalten wir x \u003d 1 125
Daher wird das Wissen der einfachsten Grundlagen der Schulchemie dem Garten helfen, Düngemittellösungen, nahrhafte Substrate aus mehreren Elementen oder Mischungen für Bauarbeiten ordnungsgemäß herzustellen.
Die Anteile der gelösten Substanz
ω \u003d m1 / m,
wobei M1 die Masse der gelösten Substanz ist und M die Masse der gesamten Lösung ist.
Wenn der Massenfraktion der gelösten Substanz benötigt wird, multiplizieren Sie die resultierende Anzahl mit 100%:
Ω \u003d m1 / m x 100%
In Aufgaben, in denen Sie die Massenfraktionen jedes der in der Chemie enthaltenen Elemente berechnen müssen, verwenden Sie Tabelle D.I. Mendeleeva. Finden Sie zum Beispiel die Massenfraktionen jedes der Elemente, die Teil des Kohlenwasserstoffs sind, der C6H12 ist
m (C6H12) \u003d 6 x 12 + 12 x 1 \u003d 84 g / mol
Ω (c) \u003d 6 m1 (c) / m (c6h12) x 100% \u003d 6 × 12 g / 84 g / mol x 100% \u003d 85%
Ω (h) \u003d 12 m1 (h) / m (c6h12) x 100% \u003d 12 x 1 g / 84 g / mol x 100% \u003d 15%
Hilfreicher Rat
Aufgaben zum Finden einer Massenfraktion von Substanzen nach dem Verdampfen, Verdünnen, Konzentrations-, Mischlösungen lösen die Verwendung von Formeln, die von einer Massenfraktion abgeleitet sind. Zum Beispiel kann die Verdampfungsaufgabe mit einer solchen Formel gelöst werden
ω 2 \u003d m1 / (m - dm) \u003d (ω 1 m) / (m - dm), wobei ω 2 ein Massenanteil einer Substanz in einer gefallenen Lösung ist, DM ist der Unterschied zwischen den Massen vor dem Erhitzen und nach dem.
Quellen:
- so bestimmen Sie den Massenfraktion der Substanz
Es gibt Situationen, in denen es notwendig ist, zu berechnen masse flüssigkeitenin einem beliebigen Behälter enthalten. Es kann während des Trainings im Labor sein, und während der Entscheidung des Haushaltsproblems, zum Beispiel beim Reparieren oder Malen.
Anweisung
Die einfachste Methode besteht darin, auf Wägen zurückzugreifen. Wiegen Sie zunächst den Behälter zusammen mit und brechen Sie das Fluid in einen anderen Behälter, der geeignet ist, und wiegen Sie den leeren Behälter. Und dann bleibt es nur dann, nur vom größeren Wert abzuziehen, und Sie erhalten erhalten. Natürlich ist es möglich, auf diese Weise zurückzugreifen, nur den Umgang mit den ungewöhnlichen Flüssigkeiten, die nach Überlauf fast nicht an den Wänden und dem Boden des ersten Behälters bleiben. Das heißt, es bleibt die Menge und dann, aber es ist so klein, dass sie vernachlässigt werden können, sondern die Richtigkeit der Berechnungen nicht beeinträchtigt.
Und wenn die Flüssigkeit zum Beispiel viskosen ist? Wie es dann masse? In diesem Fall müssen Sie seine Dichte (ρ) und den belegten Volumen (V) kennen. Und dann ist alles schon elementar. Die Masse (m) wird nach m \u003d ρv berechnet. Natürlich ist es vor der Berechnung der Faktoren erforderlich, die Faktoren in ein einziges System von Einheiten zu übersetzen.
Dichte flüssigkeiten Kann im physischen oder chemischen Verzeichnis gefunden werden. Es ist jedoch besser, das Messgerät zu verwenden - ein dehner (Densitometer). Und das Volumen kann berechnet werden, wobei die Form und Abmessungen des Behälters kennt (wenn es eine geeignete geometrische Form hat). Wenn zum Beispiel das gleiche Glyzerin in einem zylindrischen Zylinder mit dem Basisdurchmesser d und der Höhe H ist, dann das Volumen
Aus dem 13. Jahrhundert. Chemie hat aufgehört, beschreibende Wissenschaft zu sein. Chemikerwissenschaftler sind weit verbreitet, um den Stoff zu messen. Das Design der Waagen erlaubt, die Massen der Proben zu bestimmen. Bei gasförmigen Substanzen wurden neben der Masse auch das Volumen und der Druck gemessen. Die Verwendung von quantitativen Messungen ermöglichte es, das Wesen chemischer Transformationen zu verstehen, die Zusammensetzung komplexer Substanzen zu bestimmen.
Wie Sie bereits wissen, umfasst eine komplexe Substanz zwei oder mehr chemische Elemente. Offensichtlich besteht die Masse der gesamten Substanz aus den Massen der Komponenten seiner Elemente. Dies bedeutet, dass jedes Element einen bestimmten Teil der Masse der Substanz ausmacht.
Die Massenfraktion des Elements ist das Verhältnis der Masse dieses Elements in der komplexen Substanz zur Masse der gesamten Substanz, ausgedrückt in den Anteilen der Einheit (oder des Prozentsatzes):
Die Massenfraktion des Elements in der Verbindung wird durch den lateinischen Kleinbuchstaben angezeigt w. ("Dubl-wir") und zeigt einen Anteil (Teil der Masse) pro Element in der Gesamtmasse der Materie. Dieser Wert kann in Fraktionen einer Einheit oder in Prozent ausgedrückt werden. Natürlich ist der Massenfraktion des Elements in der komplexen Substanz immer weniger als eins (oder weniger als 100%). Immerhin ist ein Teil des Ganzen immer weniger als das Ganze, wie ein Slic Orange weniger als die Orange.
Zum Beispiel umfasst das Quecksilberoxid zwei Elemente - Quecksilber und Sauerstoff. Bei Erhitzen von 50 g dieser Substanz werden 46,3 g Quecksilber und 3,7 g Sauerstoff erhalten (Fig. 57). Berechnen Sie den Massenfraktion von Quecksilber in einer komplexen Substanz:
Die Massenfraktion von Sauerstoff in dieser Substanz kann auf zwei Arten berechnet werden. Durch den Definition ist der Massenfraktion von Sauerstoff in Quecksilberoxid gleich dem Verhältnis der Sauerstoffmasse bis zur Masse von Oxid:
Zu wissen, dass die Summe der Massenfraktionen der Elemente in der Substanz gleich einem (100%) ist, kann der Massenfraktion von Sauerstoff durch den Unterschied berechnet werden:
w.(O) \u003d 1 - 0,926 \u003d 0,074,
w.(O) \u003d 100% - 92,6% \u003d 7,4%.
Um Massenfraktionen der Elemente mit dem vorgeschlagenen Verfahren zu finden, ist es notwendig, ein komplexes und zeitaufwändiges chemisches Experiment durchzuführen, um die Masse jedes Elements zu bestimmen. Wenn die Formel der komplexen Substanz bekannt ist, wird die gleiche Aufgabe viel einfacher gelöst.
Um den Massenfraktion des Elements zu berechnen, ist es notwendig, seine relative atomare Masse durch die Anzahl der Atome zu multiplizieren ( n.) dieses Element in der Formel und in ein relatives Molekulargewicht der Substanz unterteilt:
Zum Beispiel für Wasser (Abb. 58):
HERR.(H 2 O) \u003d 1 2 + 16 \u003d 18,
Aufgabe 1.Berechnen Sie die Massenfraktionen der Elemente in Ammoniak, der FormelNH 3. .
Gegeben:
ammoniak NH 3 Substanz.
Finden:
w.(N), w.(H).
Entscheidung
1) Berechnen Sie das relative Molekulargewicht von Ammoniak:
HERR.(NH 3) \u003d Ein R.(N) + 3 Ein R.(H) \u003d 14 + 3 1 \u003d 17.
2) Wir finden einen Massenanteil von Stickstoff in der Substanz:
3) Wir berechnen den Massenfraktion von Wasserstoff in Ammoniak:
w.(H) \u003d 1 - w.(N) \u003d 1 - 0,8235 \u003d 0,1765 oder 17,65%.
Antworten. W.(N) \u003d 82,35%, w.(H) \u003d 17,65%.
Aufgabe 2.Berechnen Sie Massenfraktionen von Elementen in Schwefelsäure mit einer FormelH 2 SO 4 .
Gegeben:
schwefelsäure H 2 SO 4.
Finden:
w.(H), W.(S) w.(Ö).
Entscheidung
1) Berechnen Sie das relative Molekulargewicht der Schwefelsäure:
HERR.(H 2 SO 4) \u003d 2 Ein R.(H) + Ein R.(S) + 4 Ein R.(O) \u003d 2 1 + 32 + 4 16 \u003d 98.
2) Wir finden einen Massenanteil von Wasserstoff in der Substanz:
3) Berechnen Sie den Massenanteil von Schwefel in Schwefelsäure:
4. Berechnen Sie den Massenanteil von Sauerstoff in der Substanz:
w.(O) \u003d 1 - ( w.(H) + w.(S)) \u003d 1 - (0,0204 + 0,3265) \u003d 0,6531 oder 65,31%.
Antworten. W.(H) \u003d 2,04%, w.(S) \u003d 32,65%, w.(O) \u003d 65.31%.
Häufiger müssen Chemiker die entgegengesetzte Aufgabe lösen: auf den Massenfraktionen der Elemente, um die Formel einer komplexen Substanz zu bestimmen. Wie ähnliche Aufgaben gelöst werden, werden wir ein historisches Beispiel veranschaulichen.
Von natürlichen Mineralien - Tharmist und Chip - wurden zwei Kupferverbindungen mit Sauerstoff (Oxiden) isoliert. Sie unterschieden sich voneinander in Farb- und Massenfraktionen von Elementen. Bei schwarzem Oxid betrug der Massenanteil von Kupfer 80%, und der Massenanteil von Sauerstoff beträgt 20%. In rotem Kupferoxid waren Massenfraktionen von Elementen jeweils 88,9% und 11,1%. Was sind die Formeln für diese komplexen Substanzen? Wir werden einfache mathematische Berechnungen durchführen.
Beispiel 1. Berechnung der chemischen Formel schwarzer Kupferoxid ( w.(Cu) \u003d 0.8 und w.(O) \u003d 0,2).
x, W. - Durch die Anzahl der Atome chemischer Elemente in seiner Zusammensetzung: Cu X.Ö. y..
2) Das Verhältnis der Indizes ist gleich dem Verhältnis von Privat, der die Massenfraktion des Elements in der Verbindung auf das relative Atomgewicht des Elements teilen:
3) Das resultierende Verhältnis sollte zum Verhältnis von Ganzzahlen führen: Indizes in der Formel, die die Anzahl der Atome darstellt, kann nicht fraktioniert werden. Dafür teilen die erhaltenen Zahlen auf die kleinere (dh jeder) von ihnen:
Es stellte sich die Formel-Cuo heraus.
Beispiel 2. Berechnung der Formel des roten Kupferoxids nach bekannten Massenfraktionen w.(Cu) \u003d 88,9% und w.(O) \u003d 11,1%.
Gegeben:
w.(Cu) \u003d 88,9% oder 0,889,
w.(O) \u003d 11,1% oder 0,111.
Finden:
Entscheidung
1) Begeben Sie sich durch die Formel von SU-Oxid X.Ö. y..
2) Finden Sie das Verhältnis von Indizes x. und y.:
3) Wir geben das Verhältnis von Indizes an die Haltung der Ganzzahlen:
Antworten. Verbindung Formel - CU 2 O.
Und jetzt etwas komplizieren die Aufgabe.
Aufgabe 3.Gemäß der elementaren Analyse ist die Zusammensetzung des kalzinierten Bittersalzes, das von den Alchemisten als Abführmittel als Abführmittel, folgendes verwendet wird: Massenfraktion von Magnesium - 20,0%, Massenfraktion von Schwefel - 26,7%, Massenfraktion von Sauerstoff - 53,3%.
Gegeben:
w.(Mg) \u003d 20,0% oder 0,2,
w.(S) \u003d 26,7% oder 0,267,
w.(O) \u003d 53,3% oder 0.533.
Finden:
Entscheidung
1) Bezeichnen Sie mit der Formel der Substanz mit Indizes x, y, z: Mg. X.S. y.Ö. Z..
2) Finden Sie das Verhältnis von Indizes:
3) Bestimmen Sie den Indexwert x, y, z:
Antworten. Formel der Substanz - MgSO 4.
1. Was heißt als Massenfraktion eines Elements in einer komplexen Substanz? Wie wird dieser Wert berechnet?
2.
Berechnen Sie Massenfraktionen von Elementen in Substanzen: a) Kohlendioxid CO 2;
b) Calciumsulfid SAS; c) Natrium selitra nano 3; d) Aluminiumoxid Al 2 O 3.
3. In welchem \u200b\u200bder Stickstoffdünger ist der Massenanteil von Stickstoffstickstoff am meisten: A) Ammoniumchlorid NH 4 Cl; b) Ammoniumsulfat (NH 4) 2 SO 4; c) Harnstoff (NH 2) 2 CO?
4. Beim Mineral entfallen Pyrit auf 7 g Eisen für 8 g Schwefel. Berechnen Sie die Massenfraktionen jedes Elements in diesem Stoff und bestimmen Sie die Formel.
5. Die Massenfraktion von Stickstoff in einem seiner Oxide beträgt 30,43%, und der Massenfraktion von Sauerstoff beträgt 69,57%. Bestimmen Sie die Formel von Oxid.
6. Im Mittelalter zeichnete sich eine Substanz namens Kalash vom Lagerfeuer aus und verwendete Seife zum Kochen. Massenfraktionen von Elementen in diesem Stoff: Kalium - 56,6%, Kohlenstoff - 8,7%, Sauerstoff - 34,7%. Bestimmen Sie die Kaliformelformel.
§ 5.1 Chemische Reaktionen. Gleichungen von chemischen Reaktionen
Chemische Reaktion ist die Umwandlung einer Substanzen in andere. Eine solche Definition benötigt jedoch eine wesentliche Zugabe. In einem Kernreaktor oder in einem Beschleuniger werden auch einige Substanzen in andere umgewandelt, aber solche Transformationen werden nicht als Chemikalien bezeichnet. Was ist hier der Fall? Kernreaktionen treten im Kernreaktor auf. Sie bestehen darin bestehen, dass die Kerne von Elementen in einer Kollision mit hochenergischen Partikeln (sie können Neutronen, Protonen und Kernel anderer Elemente sein) - unterteilt in Fragmente, die die Kerne anderer Elemente sind. Die Fusion der Kerne ist möglich. Diese neuen Kerne empfangen dann Elektronen aus der Umwelt und somit ist die Bildung von zwei oder mehr neuen Substanzen abgeschlossen. Alle diese Substanzen sind alle Elemente des periodischen Systems. Beispiele für Kernreaktionen, die zum Öffnen neuer Elemente verwendet werden, sind in §4.4 gezeigt.
Im Gegensatz zu Kernreaktionen in chemischen Reaktionen beeinflussen Sie nicht die Kerne Atome. Alle Änderungen ergeben sich nur in externen Elektronenschalen. Einige chemische Bindungen sind kaputt, und andere werden gebildet.
Chemische Reaktionen werden als Phänomene bezeichnet, in denen einige Substanzen mit einer bestimmten Zusammensetzung und Eigenschaften mit einer anderen Zusammensetzung und anderen Eigenschaften in andere Substanzen umgewandelt werden. Gleichzeitig erfolgt in der Zusammensetzung von Atomkerne nicht.
Betrachten Sie eine typische chemische Reaktion: die Verbrennung von Erdgas (Methan) in Luftsauerstoff. Diejenigen von Ihnen, die einen Gasherd zu Hause haben, können diese Reaktion täglich in ihrer Küche beobachten. Wir schreiben die Reaktion, wie in FIG. 5-1.
Feige. 5-1. Methan CH 4 und Sauerstoff O 2 reagieren untereinander mit der Bildung von Kohlendioxid CO 2 und Wasser H 2 O. In diesem Fall werden die Bindungen zwischen C und H und an ihrer Stelle an ihrem Ort gezüchtet. Die zuvor gehörten Wasserstoffatome zu Methan-Form-Bindungen mit Sauerstoff. Figur ist deutlich zu sehen, dass für die erfolgreiche Umsetzung der Reaktion auf einer Molekül muss nehmen zwei Sauerstoffmoleküle.
Aufzeichnen der chemischen Reaktion mit Hilfe von Molekülen ist nicht zu bequem. Daher werden zum Aufzeichnen chemischer Reaktionen abgekürzte Formeln verwendet - wie im unteren Teil von Fig. 1 gezeigt. 5-1. Dieser Eintrag wird angerufen gleichung der chemischen Reaktion.
Die Anzahl der Atome verschiedener Elemente in den linken und rechten Teilen der Gleichung ist gleichermaßen. Auf der linken Seite einer Kohlenstoffatom in der Zusammensetzung von Methanmolekülen (CH 4) und rechts - derselbe Das Kohlenstoffatom, das wir in der Zusammensetzung des CO 2 -Moleküls finden. Alle vier Wasserstoffatome von der linken Seite der Gleichung finden wir und rechts - als Teil von Wassermolekülen.
Bei der Gleichung einer chemischen Reaktion werden die Anzahl der identischen Atome in verschiedenen Teilen der Gleichung verwendet faktorendie aufgenommen werden vorsubstanzenformeln. Die Koeffizienten müssen nicht mit Indizes in chemischen Formeln verwechselt werden.
Betrachten Sie eine andere Reaktion - die Umwandlung von Calciumoxid von CAO (geärgerter Kalk) in Calciumhydroxid (IT) 2 (hassierter Kalk) unter der Wirkung von Wasser.
Feige. 5-2. Sao Calciumoxid verbindet das Wassermolekül H 2 O mit der Formation
Calciumhydroxid (IT) 2.
Im Gegensatz zu mathematischen Gleichungen können die linken und rechten Teile nicht in den chemischen Reaktionsgleichungen neu angeordnet werden. Substanzen auf der linken Seite der chemischen Reaktionsgleichung werden genannt reagenzien, und rechts - reaktionsprodukte. Wenn Sie eine Permutation der linken und rechten Seite in der Gleichung von FIG. 5-2, dann bekommen wir die Gleichung komplett anders Chemische Reaktion:
Wenn die Reaktion zwischen CAO und H 2 O (Abb. 5-2) spontan beginnt und mit einer großen Hitze, dann für die letzte Reaktion, wo das Reagenz als CA (OH) 2 dient, ist eine starke Erwärmung erforderlich.
Bitte beachten Sie: Anstelle eines Anzeichen von Gleichheit in der chemischen Reaktionsgleichung können Sie den Pfeil verwenden. Der Pfeil ist praktisch, was zeigt richtung Reaktionsströme.
Wir fügen auch hinzu, dass die Reagenzien und Produkte nicht notwendigerweise das Molekül sein, sondern auch Atome - wenn ein Element oder Elemente in der Reaktion in reiner Form beteiligt sind. Beispielsweise:
H 2 + cuo \u003d cu + h 2 o
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, chemische Reaktionen zu klassifizieren, von denen wir zwei ansehen werden.
Am ersten von ihnen zeichnen sich alle chemischen Reaktionen durch das Schild aus Änderungen in der Anzahl der Quelle und endlichen Substanzen. Hier finden Sie 4 Arten von chemischen Reaktionen:
Reaktionen Verbindungen,
Reaktionen Zersetzung,
Reaktionen Austausch,
Reaktionen Ersatz.
Wir präsentieren spezifische Beispiele für solche Reaktionen. Dazu kommen wir in die Gleichungen der Erlangung eines Hakenkalks zurück und die Gleichung, negierter Kalk zu erhalten:
Sao + H 2 O \u003d SA (oh) 2
SA (IT) 2 \u003d SAA + N 2 O
Diese Reaktionen beziehen sich auf unterschiedliche arten Chemische Reaktionen. Die erste Reaktion ist eine typische Reaktion verbindungenDa, wenn es fließt, sind zwei Substanzen von CAO und H 2 mit einer Sache verbunden: SA (IT) 2.
Die zweite Reaktion von SA (IT) 2 \u003d SAA + H 2 O ist eine typische Reaktion zersetzung: Hier zersetzt sich eine Substanz ca (oh) 2 mit der Bildung von zwei anderen.
In Reaktionen. austausch- Die Anzahl der Reagenzien und Produkte ist in der Regel gleichermaßen gleich. In solchen Reaktionen tauschen die anfänglichen Substanzen Atome und sogar mit ganzzahligen Teilen ihrer Moleküle aus. Beispielsweise ist mit einer Lösung von Cabr 2 -Lösung mit einer Lösung von HF ein Niederschlag fällt. In Lösung, Calcium- und Wasserstoffionen-Austauschbrom- und Fluorionen. Die Reaktion tritt nur in einer Richtung auf, da Calcium- und Fluorionen mit der unlöslichen CAF 2-Verbindung verbunden sind und danach der "Return Exchange" von Ionen nicht mehr möglich ist:
Cabr 2 + 2HF \u003d CAF 2 ¯ + 2HBR
Wenn die Lösungen von CaCl 2 und Na 2 CO 3 auch den Niederschlag fällt, weil Calcium- und Natriumionen-Austausch-Austausch-CO 3 -2- und Cl-Partikel eine unlösliche Verbindung - CACO 3 Calciumcarbonat bilden.
CaCl 2 + NA 2 CO 3 \u003d CACO 3 ¯ + 2nacl
Der Pfeil neben dem Reaktionsprodukt zeigt, dass diese Verbindung unlöslich ist und in das Sediment fällt. Somit kann der Pfeil auch verwendet werden, um sich auf das Entfernen einiger Produkte aus einer chemischen Reaktion in Form eines Niederschlags (¯) oder Gas () zu beziehen. Beispielsweise:
Zn + 2HCl \u003d H 2 + ZnCl 2
Die letztere Reaktion bezieht sich auf eine andere Art von chemischen Reaktionen - Reaktionen ersatz. Zink renovalwasserstoff in seiner Verbindung mit Chlor (HCl). Wasserstoff wird in Form von Gas freigesetzt.
Substitutionsreaktionen von außen können der Austauschreaktion ähnlich sein. Der Unterschied liegt dabei, dass Atome einer Art von Reaktionen erforderlich sind einfachsubstanzen, die Atome eines der Elemente in der komplexen Substanz ersetzen. Beispielsweise:
2NABR + CL 2 \u003d 2NACL + BR 2 - Reaktion ersatz;
in der linken Seite der Gleichung befindet sich eine einfache Substanz - das Chlormolekül Cl 2, und es gibt eine einfache Substanz - das Brom-Molekül BR 2.
In Reaktionen. austausch- Und Reagenzien und Produkte sind komplexe Substanzen. Beispielsweise:
CACL 2 + NA 2 CO 3 \u003d CACO 3 ¯ + 2nacl - Reaktion austausch-;
in dieser Gleichung sind Reagenzien und Produkte komplexe Substanzen.
Die Aufteilung aller chemischen Reaktionen auf die Reaktion von Verbindung, Zersetzung, Substitution und Austausch ist nicht der einzige. Es gibt einen anderen Weg, um zu klassifizieren: auf der Grundlage von Änderungen (oder Mangel an Wechsel) von Oxidationsgraden aus Reagenzien und Produkten. Auf dieser Basis sind alle Reaktionen in eingeteilt oxidativ - Restaurierung Reaktionen und alle anderen (nicht Redox - Erholung).
Die Reaktion zwischen Zn und HCl ist nicht nur eine Reaktion der Substitution, sondern auch oxidative SubstitutionsreaktionWeil es die Oxidationsgrade der Reaktandensubstanzen ändert:
Zn 0 + 2H +1 cl \u003d H 2 0 + Zn +2 Cl 2 - Reaktion der Substitution und gleichzeitig Redoxreaktion.
Lösung Rufen Sie eine homogene Mischung aus zwei oder mehr Komponenten an.
Substanzen, deren Mischlösung erhalten wird, genannt wird bauteile.
Unter den Komponenten der Lösung unterscheiden sich gelöschtdas kann nicht eins sein und lösungsmittel. Zum Beispiel ist der Zucker bei einer Zuckerlösung in Wasser gelöscht, und Wasser ist Lösungsmittel.
Manchmal kann das Konzept des Lösungsmittels gleichermaßen auf eine der Komponenten angewendet werden. Dies betrifft beispielsweise diese Lösungen, die durch Mischen von zwei oder mehr Flüssigkeiten erhalten werden, die ineinander ideal löslich sind. Insbesondere in einer Lösung, die aus Alkohol und Wasser besteht, kann das Lösungsmittel sowohl Alkohol als auch Wasser bezeichnet werden. Am häufigsten in Bezug auf wasserhaltige Lösungen wird das Lösungsmittel jedoch traditionell Wasser genannt, und die gelöste Substanz ist die zweite Komponente.
Als quantitatives Merkmal der Zusammensetzung der Lösung wird eine solche Sache am häufigsten als verwendet massenanteil Substanzen in Lösung. Die Massenfraktion der Substanz wird als Massenverhältnis dieser Substanz bis zur Masse der Lösung bezeichnet, in der sie enthält:
wo ω (BA) ist ein Massenanteil einer in Lösung (G) enthaltenen Substanz, m.(B-BA) - Die Masse der Substanz, die in Lösung (G), M (P-Ra) enthalten ist, ist die Masse der Lösung (G).
Es folgt aus der Formel (1), dass die Massenfraktion Werte von 0 bis 1 dauern kann, dh es sind die Anteile des Geräts. In dieser Hinsicht kann auch eine Massenfraktion als Prozentsatz (%) ausgedrückt werden, und es ist genau in einem solchen Format, das es in fast allen Aufgaben erscheint. Die in Prozent ausgedrückte Massenfraktion wird von der Formel berechnet, ähnlich der Formel (1) mit dem einzigen Unterschied, dass das Verhältnis der Masse der gelösten Substanz bis zur Masse der gesamten Lösung 100% multipliziert mit der Masse ist:
Für eine Lösung, die aus nur zwei Komponenten besteht, können Massenfraktionen des gelösten Substanzs ω (R. in) und der Massenfraktion von Lösungsmittel ω (Lösungsmittel) entsprechend berechnet werden.
Die Massenfraktion der gelösten Substanz wird ebenfalls genannt konzentration der Lösung..
Für eine Zweikomponentenlösung stimmt seine Masse mit den Massen einer gelösten Substanz und einem Lösungsmittel überein:
Im Falle einer Zweikomponentenlösung beträgt die Summe der Massenfraktionen der gelösten Substanz und des Lösungsmittels immer zu 100%:
Natürlich sind neben den oben aufgezeichneten Formeln alle diese Formeln, die direkt von ihnen abgeleitet sind, bekannt. Beispielsweise:
Es ist auch notwendig, sich an die Formel-Bindungsmasse, das Volumen und die Dichte des Stoffes zu erinnern:
m \u003d ρ ∙ v
und muss auch wissen, dass die Wasserdichte 1 g / ml beträgt. Aus diesem Grund ist das Wasservolumen in Milliliter numerisch gleich der Wassermasse in Gramm. Beispielsweise haben 10 ml Wasser eine Masse von 10 g, 200 ml - 200 g usw.
Um die Aufgaben erfolgreich zu lösen, ist dies neben dem Wissen der obigen Formeln äußerst wichtig, um die Fähigkeiten ihrer Verwendung zu bringen. Es ist möglich, dies nur durch das Schärfen einer großen Anzahl unterschiedlicher Aufgaben zu erreichen. Aufgaben aus den realen Prüfungen der Prüfung zum Thema "Berechnungen mit dem Konzept" Massenfraktion einer Lösung in Lösung "» können berechnet werden.
Probenlösungen
Beispiel 1.
Berechnen Sie den Massenanteil von Kaliumnitrat in Lösung, die durch Mischen von 5 g Salzen und 20 g Wasser erhalten wird.
Entscheidung:
Gelöste Substanz in unserem Fall ist Kaliumnitrat, und das Lösungsmittel ist Wasser. Daher können Formeln (2) und (3) entsprechend aufgezeichnet werden:
Von der Bedingung M (KNO 3) \u003d 5 g und m (H 2 O) \u003d 20 g, daher:
Beispiel 2.
Was eine Wassermasse von Wasser zu 20 g Glukose zugesetzt werden sollte, um eine Glucoselösung von 10% zu erhalten.
Entscheidung:
Von den Bedingungen des Problems folgt, dass der gelöste Glukose ist, und das Lösungsmittel ist Wasser. Dann kann die Formel (4) in unserem Fall wie folgt aufgenommen werden:
Aus der Bedingung kennen wir die Massenfraktion (Konzentration) Glukose und die Masse der Glukose. Mit der Bezeichnung viel Wasser als x g können wir auf der Grundlage der Formel oberhalb der folgenden äquivalenten Gleichung brennen:
Diese Gleichung finden X:
jene. M (h 2 o) \u003d x g \u003d 180 g
Antwort: M (H 2 O) \u003d 180 g
Beispiel 3.
150 g einer 15% igen Natriumchloridlösung wurde mit 100 g einer 20% igen Lösung desselben Salzes gemischt. Was ist der Massenfraktion an Salz in der resultierenden Lösung? Antwort deuten mit Genauigkeit auf das Ganze an.
Entscheidung:
Um die Aufgaben zur Erstellung von Lösungen zu lösen, ist es praktisch, die folgende Tabelle zu verwenden:
1. Lösung |
2. Lösung |
3RIR-Lösung. |
|
m R.V. |
|||
m r-ra |
|||
Ω R.V. |
wo m r.v. , M p-ra und ω r.v. - Die Werte der Masse der gelösten Substanz, die Masse der Lösung und der Massenfraktion des gelösten Substanz, sind für jede der Lösungen individuell.
Aus der Bedingung wissen wir das:
m (1) p-ra \u003d 150 g,
Ω (1) R.V. \u003d 15%,
m (2) p-ra \u003d 100 g,
Ω (1) R.V. \u003d 20%,
Fügen Sie alle diese Werte in den Tisch ein, erhalten wir:
Wir sollten uns an die folgenden Formeln erinnern, die für Berechnungen erforderlich sind:
Ω R.V. \u003d 100% ∙ M R.V. / M rr, m r.v. \u003d M p-ra ∙ ω r.v. / 100%, m p-ra \u003d 100% ∙ m R.V. / Ω R.V.
Wir füllen den Tisch aus.
Wenn nur ein Wert fehlt, oder Säule kann er berechnet werden. Ausnahme-Linie mit Ω R.V.Wenn Sie die Werte in den beiden Zellen kennen, ist es unmöglich, im dritten Platz zu berechnen.
In der ersten Spalte gibt es keinen Wert in derselben Zelle. So können wir es berechnen:
m (1) R.V. \u003d m (1) p-ra ∙ ω (1) R.V. / 100% \u003d 150 g ∙ 15% / 100% \u003d 22,5 g
In ähnlicher Weise kennen wir die Werte in zwei Zellen der zweiten Spalte, das heißt:
m (2) R.V. \u003d M (2) p-ra ∙ ω (2) R.V. / 100% \u003d 100 g ∙ 20% / 100% \u003d 20 g
Erstellen Sie berechnete Werte in der Tabelle:
Jetzt sind wir zwei Werte in der ersten Zeile und zwei Werte in der zweiten Zeile bekannt. So können wir die fehlenden Werte berechnen (M (3) R.V. und M (3) RR):
m (3) R.V. \u003d M (1) R.V. + M (2) R.V. \u003d 22,5 g + 20 g \u003d 42,5 g
m (3) p-ra \u003d m (1) p-ra + m (2) p-ra \u003d 150 g + 100 g \u003d 250 g
Wir machen die berechneten Werte in der Tabelle, wir erhalten:
Jetzt kamen wir nahe an die Berechnung des gewünschten Werts von ω (3) R.V. . In einer Spalte, in der er angeordnet ist, sind der Inhalt der anderen beiden Zellen bekannt, es bedeutet, dass wir sie berechnen können:
Ω (3) R.V. \u003d 100% ∙ M (3) R.V. / m (3) p-ra \u003d 100% ∙ 42,5 g / 250 g \u003d 17%
Beispiel 4.
Mit 200 g wurde eine 15% ige Lösung von Natriumchlorid 50 ml Wasser gegeben. Was ist der Massenfraktion an Salz in der resultierenden Lösung. Geben Sie die Antwort mit einer Genauigkeit von Hundertstel _______% an
Entscheidung:
Zunächst sollte es an die Tatsache gezahlt werden, dass er anstelle der Masse des zusätzlichen Wassers sein Volumen erteilt wird. Berechnen Sie seine Masse, wissend, dass die Wasserdichte 1 g / ml beträgt:
m ext. (H 2 O) \u003d V. (H 2 O) ∙ ρ (H 2 O) = 50 ml ∙ 1 g / ml \u003d 50 g
Wenn wir Wasser als 0% Natriumchloridlösung in Betracht ziehen, umfassend 0 g Natriumchlorid, kann die Aufgabe mit derselben Tabelle wie in dem obigen Beispiel mit derselben Tabelle gelöst werden. Nachdem Sie eine solche Tabelle zeichnen und die uns ihm bekannten Werte einfügen:
In der ersten Spalte sind zwei Werte bekannt, dh wir können das dritte zählen:
m (1) R.V. \u003d M (1) p-ra ∙ ω (1) R.V. / 100% \u003d 200 g ∙ 15% / 100% \u003d 30 g,
In der zweiten Linie sind auch zwei Bedeutungen bekannt, dh wir können den dritten berechnen:
m (3) p-ra \u003d m (1) p-ra + m (2) p-ra \u003d 200 g + 50 g \u003d 250 g,
Erstellen Sie berechnete Werte in den entsprechenden Zellen:
Jetzt werden sie zwei Werte in der ersten Zeile bekannt, dh wir können den Wert von M (3) R.V berechnen. In der dritten Zelle:
m (3) R.V. \u003d M (1) R.V. + M (2) R.V. \u003d 30 g + 0 g \u003d 30 g
Ω (3) R.V. \u003d 30/250 ∙ 100% \u003d 12%.
1. Füllen Sie in Sätzen ein.
a) in der Mathematik "teilen" - dies sind Verwandte zum Ganzen. Um den Massenanteil des Elements zu berechnen, ist es notwendig, seine relative atomare Masse durch die Anzahl der Atome dieses Elements in der Formel zu multiplizieren und in ein relatives Molekulargewicht der Substanz aufgeteilt.
b) Die Summe der Massenfraktionen aller in der Substanz enthaltenen Elemente beträgt 1 oder 100%.
2. Notieren Sie mathematische Formeln, um Massenfraktionen von Elementen zu finden, wenn:
a) Formel der Substanz - P 2 O 5, M R \u003d 2 * 31 + 5 * 16 \u003d 142
w (p) \u003d 2 * 31/132 * 100% \u003d 44%
w (O) \u003d 5 * 16/142 * 100% \u003d 56% oder W (O) \u003d 100-44 \u003d 56.
b) die Substanzformel - A x B y
w (a) \u003d AR (a) * x / mr (axby) * 100%
w (b) \u003d AR (b) * y / mr (axby) * 100%
3. Berechnen Sie die Massenfraktionen der Elemente:
a) in Methan (CH 4)
b) in Natriumcarbonat (Na 2 CO 3)
4. Vergleichen Sie die Massenfraktionen der angegebenen Elemente in den Substanzen und setzen Sie ein Zeichen<, > oder \u003d:
In der Siliziumverbindung mit Wasserstoff beträgt der Massenanteil von Silizium 87,5%, Wasserstoff beträgt 12,5%. Das relative Molekulargewicht der Substanz beträgt 32. Bestimmen Sie die Formel dieser Verbindung.
6. Massenpfähle von Elementen in der Verbindung reflektieren sich in dem Diagramm:
Bestimmen Sie die Formel dieser Substanz, wenn bekannt ist, dass sein relatives Molekulargewicht 100 beträgt.
7. Ethylen ist ein natürlicher Obst-Reifestimulator: Die Einsparungen werden ihre Reifung beschleunigen. Die frühere Ethylenansammlung beginnt, je früher die Früchte reifen. Daher wird Ethylen zur künstlichen Beschleunigung der Reifefrüchte verwendet. Ausgabe der Ethylenformel, wenn bekannt ist, dass der Massenanteil von Kohlenstoff 85,7% beträgt, ist der Massenanteil von Wasserstoff -14,3%. Das relative Molekulargewicht dieser Substanz beträgt 28.
8. Geben Sie die chemische Formel der Substanz aus, wenn dies bekannt ist
a) w (ca) \u003d 36%, w (cl) \u003d 64%
b) w (na) 29,1%, w (s) \u003d 40,5%, w (o) \u003d 30,4%.
9. Lapis hat antimikrobielle Eigenschaften. Sein früher wurde früher Warzen beschuldigt. In unfertigen Konzentrationen wirkt es als entzündungshemmende und adstringierende Körper, kann aber Verbrennungen verursachen. Output Lyapis-Formel, wenn bekannt ist, dass 63,53% Silber in seiner Zusammensetzung enthalten sind, 8,24% Stickstoff, 28,23% Sauerstoff.