Determine el porcentaje de masa de los elementos de una sustancia compleja. Cómo calcular la fracción de masa de una sustancia
¿Qué es la fracción de masa en química? ¿Sabes la respuesta? ¿Cómo encontrar la fracción de masa de un elemento en una sustancia? El proceso de cálculo en sí no es tan complicado en absoluto. ¿Sigues teniendo dificultades en este tipo de tareas? Entonces estás de suerte, ¡has encontrado este artículo! ¿Interesante? Entonces lee rápido, ahora entenderás todo.
¿Qué es la fracción de masa?
Entonces, primero, averigüemos cuál es la fracción de masa. Cualquier químico responderá cómo encontrar la fracción de masa de un elemento en una sustancia, ya que a menudo usan este término cuando resuelven problemas o durante su estadía en el laboratorio. Eso sí, porque su cálculo es su tarea diaria. Obtener una determinada cantidad de una sustancia en condiciones de laboratorio, donde el cálculo preciso es muy importante y eso es todo posibles opciones el resultado de las reacciones, necesita conocer solo un par de fórmulas simples y comprender la esencia fracción de masa... Por eso este tema es tan importante.
Este término se denota con el símbolo "w" y se lee como "omega". Expresa la relación entre la masa de una sustancia dada y la masa total de una mezcla, solución o molécula, expresada como fracción o porcentaje. Fórmula para calcular la fracción de masa:
w = m sustancia / m mezcla.
Transformemos la fórmula.
Sabemos que m = n * M, donde m es la masa; n es la cantidad de sustancia, expresada en unidades molares; M es la masa molar de la sustancia, expresada en gramos / mol. La masa molar es numéricamente igual a la masa molecular. Solo el peso molecular se mide en unidades de masa atómica o a. e. m) Esta unidad de medida es igual a un doceavo de la masa del núcleo de carbono 12. El valor del peso molecular se puede encontrar en la tabla periódica.
La cantidad de sustancia n del objeto deseado en una mezcla dada es igual al índice multiplicado por el coeficiente de un compuesto dado, lo cual es muy lógico. Por ejemplo, para calcular el número de átomos en una molécula, debe averiguar cuántos átomos de la sustancia deseada hay en 1 molécula = índice y multiplicar este número por el número de moléculas = coeficiente.
No debe tener miedo de definiciones o fórmulas tan engorrosas, trazan una cierta lógica, habiendo entendido cuál, ni siquiera puede aprender las fórmulas en sí. La masa molar M es igual a la suma de las masas atómicas A r de la sustancia dada. Recuerde que la masa atómica es la masa de 1 átomo de una sustancia. Es decir, la fórmula original para la fracción de masa:
w = (n sustancia * sustancia M) / m mezcla.
De esto podemos concluir que si la mezcla consta de una sustancia, cuya fracción de masa debe calcularse, entonces w = 1, ya que la masa de la mezcla y la masa de la sustancia coinciden. Aunque la mezcla a priori no puede constar de una sustancia.
Entonces, descubrimos la teoría, pero ¿cómo encontrar la fracción de masa de un elemento en una sustancia en la práctica? Ahora te mostraremos y contaremos todo.
Comprobando el material adquirido. Desafío de nivel fácil
Ahora analizaremos dos tareas: una fácil y una intermedia. ¡Sigue leyendo!
Es necesario averiguar la fracción de masa de hierro en una molécula de sulfato ferroso FeSO 4 * 7 H 2 O. ¿Cómo resolver este problema? Consideremos la solución más a fondo.
Solución:
Tome 1 mol de FeSO 4 * 7 H 2 O, luego averigüe la cantidad de hierro multiplicando el coeficiente de hierro por su índice: 1 * 1 = 1. Dado 1 mol de hierro. Descubrimos su masa en la sustancia: a partir del valor de la tabla periódica, se puede ver que la masa atómica del hierro es 56 a. e. m. = 56 gramos / mol. En este caso, A r = M. Por lo tanto, m hierro = n * M = 1 mol * 56 gramos / mol = 56 g.
Ahora necesitamos encontrar la masa de toda la molécula. Es igual a la suma de las masas de los materiales de partida, es decir, 7 moles de agua y 1 mol de sulfato ferroso.
m = (n agua * M agua) + (n sulfato ferroso * M sulfato ferroso) = (7 mol * (1 * 2 + 16) gramo / mol) + (1 mol * (1 mol * 56 gramos / mol + 1 mol * 32 gramos / mol + 4 mol * 16 gramos / mol) = 126 + 152 = 278 g.
Solo queda dividir la masa de hierro por la masa del compuesto:
peso = 56 g / 278 g = 0,20143885 ~ 0,2 = 20%.
Respuesta: 20%.
Desafío intermedio
Resolvamos un problema más difícil. En 500 g de agua se disuelven 34 g de nitrato de calcio. Es necesario encontrar la fracción de masa de oxígeno en la solución resultante.
Solución
Dado que en la interacción de Ca (NO 3) 2 con el agua va solo el proceso de disolución, y los productos de reacción no se liberan de la solución, la masa de la mezcla es igual a la suma de las masas de nitrato de calcio y agua.
Necesitamos encontrar la fracción de masa de oxígeno en la solución. Tenga en cuenta que el oxígeno está contenido tanto en el soluto como en el disolvente. Encontremos la cantidad del elemento requerido en el agua. Para hacer esto, calculamos el mol de agua usando la fórmula n = m / M.
n agua = 500 g / (1 * 2 + 16) gramo / mol = 27,7777≈28 mol
De la fórmula para el agua H 2 O encontramos que la cantidad de oxígeno = la cantidad de agua, es decir, 28 mol.
Ahora encontremos la cantidad de oxígeno en el Ca (NO 3) 2 disuelto. Para hacer esto, averiguamos la cantidad de sustancia en sí:
n Ca (NO3) 2 = 34 g / (40 * 1 + 2 * (14 + 16 * 3)) gramo / mol≈0,2 mol.
n Ca (NO3) 2 se refiere a n O como 1 a 6, que se deriva de la fórmula del compuesto. Por tanto, n O = 0,2 mol * 6 = 1,2 mol. La cantidad total de oxígeno es 1,2 mol + 28 mol = 29,2 mol
m O = 29,2 mol * 16 gramos / mol = 467,2 g.
m solución = m agua + m Ca (NO3) 2 = 500 g + 34 g = 534 g.
Solo queda calcular la fracción de masa de un elemento químico en una sustancia:
w O = 467,2 g / 534 g≈0,87 = 87%.
Respuesta: 87%.
Esperamos haberle explicado claramente cómo encontrar la fracción de masa de un elemento en una sustancia. Este tema no es nada difícil si lo comprendes bien. Le deseamos mucha suerte y éxito en sus proyectos futuros.
Conociendo la fórmula química, puede calcular la fracción másica de elementos químicos en una sustancia. elemento en la sustancia se denota por el griego. la letra "omega" - ω E / V y se calcula mediante la fórmula:
donde k es el número de átomos de este elemento en una molécula.
¿Cuál es la fracción de masa de hidrógeno y oxígeno en el agua (H 2 O)?
Solución:
Señor (H 2 O) = 2 * A r (H) + 1 * A r (O) = 2 * 1 + 1 * 16 = 18
2) Calculamos la fracción de masa de hidrógeno en agua:
3) Calculamos la fracción de masa de oxígeno en el agua. Dado que el agua contiene átomos de solo dos elementos químicos, la fracción de masa de oxígeno será igual a:
Arroz. 1. Registro de la solución al problema 1
Calcule la fracción de masa de elementos en la sustancia H 3 PO 4.
1) Calcule el peso molecular relativo de la sustancia:
M r (H 3 PO 4) = 3 * A r (H) + 1 * A r (R) + 4 * A r (O) = 3 * 1 + 1 * 31 + 4 * 16 = 98
2) Calculamos la fracción de masa de hidrógeno en la sustancia:
3) Calculamos la fracción de masa de fósforo en la sustancia:
4) Calculamos la fracción de masa de oxígeno en la sustancia:
1. Colección de tareas y ejercicios de química: 8vo grado: al libro de texto de P.А. Orzhekovsky et al. "Química, grado 8" / P.А. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.
2. Ushakova O.V. Cuaderno de ejercicios de química: octavo grado: al libro de texto de P.A. Orzhekovsky y otros. "Química. Grado 8 "/ О.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; bajo. ed. profe. PENSILVANIA. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 34-36)
3. Química: 8vo grado: libro de texto. en general instituciones / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§15)
4. Enciclopedia para niños. Volumen 17. Química / Cap. ed. por V.A. Volodin, dirigido. científico. ed. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.
1. Colección unificada de recursos educativos digitales ().
2. Versión electrónica revista "Química y Vida" ().
4. Video tutorial sobre el tema "Fracción de masa de un elemento químico en una sustancia" ().
Tarea
1.p.78 No. 2 del libro de texto "Química: octavo grado" (PA Orzhekovsky, LM Meshcheryakova, LS Pontakt. M.: AST: Astrel, 2005).
2. con. 34-36 Nº 3,5 del Workbook on Chemistry: 8vo grado: al libro de texto de P.A. Orzhekovsky y otros. "Química. Grado 8 "/ О.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; bajo. ed. profe. PENSILVANIA. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
Desde el siglo XVII. la química ha dejado de ser una ciencia descriptiva. Los científicos químicos comenzaron a hacer un uso extensivo de la medición de la materia. El diseño de la balanza, que permite determinar la masa de las muestras, se ha mejorado cada vez más. Para las sustancias gaseosas, además de la masa, también se midieron el volumen y la presión. El uso de medidas cuantitativas permitió comprender la esencia de las transformaciones químicas para determinar la composición de sustancias complejas.
Como ya sabe, una sustancia compleja contiene dos o más elementos químicos. Es obvio que la masa de toda la materia está compuesta por las masas de sus elementos constituyentes. Esto significa que la participación de cada elemento representa una cierta parte de la masa de la sustancia.
La fracción de masa de un elemento es la relación entre la masa de este elemento en una sustancia compleja y la masa de la sustancia completa, expresada en fracciones de una unidad (o en porcentaje):
La fracción de masa de un elemento en un compuesto se indica con una letra minúscula latina w("Doble-ve") y muestra la proporción (parte de la masa) atribuible a un elemento dado en la masa total de la sustancia. Este valor se puede expresar en fracciones de unidad o como porcentaje. Por supuesto, la fracción de masa de un elemento en una sustancia compleja es siempre menor que uno (o menos del 100%). Después de todo, una parte de un todo es siempre menos que un todo, como una rodaja de naranja es lo mínimo de una naranja.
Por ejemplo, el óxido de mercurio contiene dos elementos: mercurio y oxígeno. Cuando se calientan 50 g de esta sustancia, se obtienen 46,3 g de mercurio y 3,7 g de oxígeno (figura 57). Calculemos la fracción de masa de mercurio en una sustancia compleja:
La fracción de masa de oxígeno en esta sustancia se puede calcular de dos formas. Por definición, la fracción de masa de oxígeno en el óxido de mercurio es igual a la relación entre la masa de oxígeno y la masa del óxido:
Sabiendo que la suma de las fracciones de masa de los elementos en una sustancia es igual a uno (100%), la fracción de masa de oxígeno se puede calcular a partir de la diferencia:
w(O) = 1 - 0,926 = 0,074,
w(O) = 100% - 92,6% = 7,4%.
Para encontrar las fracciones de masa de los elementos mediante el método propuesto, es necesario realizar un experimento químico complejo y laborioso para determinar la masa de cada elemento. Si se conoce la fórmula de una sustancia compleja, el mismo problema se puede resolver mucho más fácilmente.
Para calcular la fracción de masa de un elemento, su masa atómica relativa debe multiplicarse por el número de átomos ( norte) de un elemento dado en la fórmula y dividido por el peso molecular relativo de la sustancia:
Por ejemplo, para el agua (fig.58):
Señor(H 2 O) = 1 2 + 16 = 18,
Objetivo 1.Calcule las fracciones de masa de los elementos del amoníaco, cuya fórmula es NH 3 .
Dado:
sustancia amoniaco NH 3.
Encontrar:
w(NORTE), w(H).
Solución
1) Calcule el peso molecular relativo del amoniaco:
Señor(NH 3) = A r(N) + 3 A r(H) = 14 + 3 1 = 17.
2) Encuentre la fracción de masa de nitrógeno en la sustancia:
3) Calculemos la fracción de masa de hidrógeno en amoníaco:
w(H) = 1 - w(N) = 1 - 0,8235 = 0,1765 o 17,65%.
Respuesta. w(N) = 82,35%, w(H) = 17,65%.
Objetivo 2.Calcule las fracciones de masa de elementos en ácido sulfúrico que tienen la fórmula H 2 SO 4 .
Dado:
ácido sulfúrico H 2 SO 4.
Encontrar:
w(H), w(S), w(O).
Solución
1) Calcule el peso molecular relativo del ácido sulfúrico:
Señor(H 2 SO 4) = 2 A r(H) + A r(S) + 4 A r(O) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.
2) Encuentre la fracción de masa de hidrógeno en la sustancia:
3) Calcule la fracción de masa de azufre en ácido sulfúrico:
4. Calcule la fracción de masa de oxígeno en la sustancia:
w(O) = 1 - ( w(H) + w(S)) = 1 - (0.0204 + 0.3265) = 0.6531, o 65.31%.
Respuesta. w(H) = 2,04%, w(S) = 32,65%, w(O) = 65,31%.
Más a menudo, los químicos tienen que resolver el problema inverso: determinar la fórmula de una sustancia compleja por las fracciones de masa de los elementos. Ilustraremos cómo se resuelven tales tareas con un ejemplo histórico.
A partir de minerales naturales, tenorita y cuprita, se aislaron dos compuestos de cobre con oxígeno (óxidos). Se diferenciaban entre sí en color y fracción de masa de elementos. En el óxido negro, la fracción de masa de cobre fue del 80% y la fracción de masa de oxígeno fue del 20%. En el óxido de cobre rojo, las fracciones másicas de los elementos fueron 88,9% y 11,1%, respectivamente. ¿Cuáles son las fórmulas de estas sustancias complejas? Realicemos cálculos matemáticos sencillos.
Ejemplo 1. Cálculo de la fórmula química del óxido de cobre negro ( w(Cu) = 0,8 y w(O) = 0,2).
x, y- por el número de átomos de elementos químicos en su composición: Сu X O y.
2) La razón de los índices es igual a la razón de los cocientes de dividir la fracción de masa del elemento en el compuesto por la masa atómica relativa del elemento:
3) La relación resultante debe reducirse a la relación de números enteros: los índices de la fórmula que muestran el número de átomos no pueden ser fraccionarios. Para hacer esto, divida los números resultantes por el más pequeño (es decir, cualquiera) de ellos:
La fórmula resultante es CuO.
Ejemplo 2. Cálculo de la fórmula del óxido de cobre rojo por fracciones de masa conocidas w(Cu) = 88,9% y w(O) = 11,1%.
Dado:
w(Cu) = 88,9%, o 0,889,
w(O) = 11,1% o 0,111.
Encontrar:
Solución
1) Denotemos la fórmula del óxido Cu X O y.
2) Encuentra la razón de los índices X y y:
3) Presentamos la razón de índices a la razón de números enteros:
Respuesta... La fórmula del compuesto es Cu 2 O.
Ahora compliquemos un poco la tarea.
Objetivo 3.Según el análisis elemental, la composición de la sal amarga calcinada, que fue utilizada por los alquimistas como laxante, es la siguiente: la fracción de masa de magnesio es 20.0%, la fracción de masa de azufre es 26.7%, la fracción de masa de oxígeno es 53,3%.
Dado:
w(Mg) = 20,0%, o 0,2,
w(S) = 26,7% o 0,267,
w(O) = 53,3% o 0,533.
Encontrar:
Solución
1) Denotemos la fórmula de una sustancia usando los índices x, y, z: Mg X S y O z.
2) Encuentra la razón de los índices:
3) Determinar el valor de los índices. x, y, z:
Respuesta. La fórmula de la sustancia es MgSO 4.
1. ¿Cómo se llama la fracción de masa de un elemento en una sustancia compleja? ¿Cómo se calcula este valor?
2.
Calcule las fracciones de masa de elementos en sustancias: a) dióxido de carbono CO 2;
b) sulfuro de calcio CaS; c) nitrato de sodio NaNO3; d) óxido de aluminio Al 2 O 3.
3. En cuál de los fertilizantes nitrogenados la fracción másica del nitrógeno nutriente es la más alta: a) cloruro de amonio NH 4 Cl; b) sulfato de amonio (NH 4) 2 SO 4; c) urea (NH 2) 2 CO?
4. En el mineral pirita, 7 g de hierro contienen 8 g de azufre. Calcula las fracciones de masa de cada elemento en esta sustancia y determina su fórmula.
5. La fracción másica de nitrógeno en uno de sus óxidos es 30,43% y la fracción másica de oxígeno es 69,57%. Determina la fórmula del óxido.
6. En la Edad Media se aisló una sustancia de las cenizas del fuego, que se llamaba potasa y se usaba para hacer jabón. Fracciones de masa de elementos en esta sustancia: potasio - 56,6%, carbono - 8,7%, oxígeno - 34,7%. Determina la fórmula de potasa.
§ 5.1 Reacciones químicas. Ecuaciones de reacciones químicas
Una reacción química es la transformación de unas sustancias en otras. Sin embargo, tal definición necesita una adición esencial. En un reactor nuclear o en un acelerador, algunas sustancias también se convierten en otras, pero tales transformaciones no se denominan químicas. ¿Qué ocurre aquí? Las reacciones nucleares tienen lugar en un reactor nuclear. Consisten en que los núcleos de elementos al chocar con partículas de alta energía (pueden ser neutrones, protones y núcleos de otros elementos) se rompen en fragmentos, que son los núcleos de otros elementos. También es posible la fusión de núcleos entre sí. Estos nuevos núcleos luego reciben electrones del medio ambiente y, así, se completa la formación de dos o más sustancias nuevas. Todas estas sustancias son algunos de los elementos de la tabla periódica. En §4.4 se dan ejemplos de reacciones nucleares utilizadas para descubrir nuevos elementos.
A diferencia de las reacciones nucleares, en las reacciones químicas los granos no se ven afectadosátomos. Todos los cambios ocurren solo en las carcasas electrónicas externas. Algunos enlaces químicos se rompen y otros se forman.
Las reacciones químicas se denominan fenómenos en los que algunas sustancias con una determinada composición y propiedades se convierten en otras sustancias, con una composición y otras propiedades diferentes. Al mismo tiempo, no se producen cambios en la composición de los núcleos atómicos.
Considere una reacción química típica: la combustión de gas natural (metano) en oxígeno atmosférico. Aquellos de ustedes que tienen un hogar estufa de gas, pueden observar esta reacción en su cocina todos los días. Escribamos la reacción como se muestra en la fig. 5-1.
Arroz. 5-1. El metano CH 4 y el oxígeno O 2 reaccionan entre sí para formar dióxido de carbono CO 2 y agua H 2 O. En este caso, los enlaces entre C y H se rompen en la molécula de metano y en su lugar hay enlaces de carbono con oxígeno. . Los átomos de hidrógeno, que antes pertenecían al metano, forman enlaces con el oxígeno. La figura muestra claramente que para la implementación exitosa de la reacción a uno la molécula de metano debe tomarse dos moléculas de oxígeno.
No es muy conveniente escribir una reacción química usando imágenes de moléculas. Por lo tanto, se utilizan fórmulas abreviadas de sustancias para registrar reacciones químicas, como se muestra en la parte inferior de la Fig. 5-1. Tal registro se llama ecuación reacción química .
El número de átomos de diferentes elementos en los lados izquierdo y derecho de la ecuación es el mismo. En el lado izquierdo unoátomo de carbono en la composición de la molécula de metano (CH 4), y a la derecha - lo mismo encontramos un átomo de carbono en la molécula de CO 2. Definitivamente encontraremos los cuatro átomos de hidrógeno del lado izquierdo de la ecuación a la derecha, en la composición de las moléculas de agua.
En la ecuación de reacción química, para igualar el número de átomos idénticos en diferentes partes de la ecuación, impares que se graban parte delantera fórmulas de sustancias. Los coeficientes no deben confundirse con índices en fórmulas químicas.
Considere otra reacción: la conversión de óxido de calcio CaO (cal viva) en hidróxido de calcio Ca (OH) 2 (cal apagada) bajo la acción del agua.
Arroz. 5-2. El óxido de calcio CaO une una molécula de agua H 2 O para formar
hidróxido de calcio Ca (OH) 2.
A diferencia de las ecuaciones matemáticas, los lados izquierdo y derecho no se pueden intercambiar en las ecuaciones de reacciones químicas. Las sustancias del lado izquierdo de la ecuación de reacción química se llaman reactivos, y a la derecha - productos de reacción... Si hacemos una permutación de los lados izquierdo y derecho en la ecuación de la Fig. 5-2, entonces obtenemos la ecuación completamente diferente reacción química:
Si la reacción entre CaO y H 2 O (Fig. 5-2) comienza espontáneamente y continúa con la liberación de un número grande calor, luego para llevar a cabo la última reacción, donde el reactivo es Ca (OH) 2, se requiere un fuerte calentamiento.
Tenga en cuenta: en lugar de un signo igual en la ecuación de una reacción química, puede utilizar una flecha. La flecha es conveniente porque muestra dirección el curso de la reacción.
También agregamos que los reactivos y productos pueden no ser necesariamente moléculas, sino también átomos, si algún elemento o elementos en forma pura participan en la reacción. Por ejemplo:
H 2 + CuO = Cu + H 2 O
Hay varias formas de clasificar las reacciones químicas, de las cuales consideraremos dos.
Según el primero de ellos, todas las reacciones químicas se distinguen según el signo cambios en el número de sustancias iniciales y finales... Aquí puede encontrar 4 tipos de reacciones químicas:
Reacciones CONEXIONES,
Reacciones DESCOMPOSICIÓN,
Reacciones INTERCAMBIO,
Reacciones SUSTITUCIONES.
Demos ejemplos específicos de tales reacciones. Para ello, volvemos a las ecuaciones para la obtención de la cal apagada y la ecuación para la obtención de la cal viva:
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2
Ca (OH) 2 = CaO + H2O
Estas reacciones están relacionadas con diferentes tipos reacciones químicas. La primera reacción es una reacción típica. conexiones, ya que durante su curso dos sustancias CaO y H 2 O se combinan en una: Ca (OH) 2.
La segunda reacción Ca (OH) 2 = CaO + H 2 O es una reacción típica descomposición: aquí una sustancia Ca (OH) 2 se descompone para formar otras dos.
En reacciones intercambio la cantidad de reactivos y productos suele ser la misma. En tales reacciones, las sustancias iniciales intercambian átomos entre sí e incluso partes constituyentes completas de sus moléculas. Por ejemplo, cuando la solución de CaBr 2 se vierte en la solución de HF, se forma un precipitado. En solución, los iones de calcio e hidrógeno intercambian iones de bromo y flúor entre sí. La reacción tiene lugar solo en una dirección porque los iones de calcio y flúor se unen a un compuesto insoluble CaF 2 y después de eso el "intercambio inverso" de iones ya no es posible:
CaBr 2 + 2HF = CaF 2 ¯ + 2HBr
Cuando se drenan las soluciones de CaCl 2 y Na 2 CO 3, también se forma un precipitado, porque los iones calcio y sodio intercambian entre sí partículas CO 3 2– y Cl - con la formación de un compuesto insoluble - carbonato cálcico CaCO 3.
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl
La flecha junto al producto de reacción indica que este compuesto es insoluble y precipitado. Por tanto, la flecha también se puede utilizar para indicar la eliminación de algún producto de una reacción química en forma de precipitado (¯) o gas (). Por ejemplo:
Zn + 2HCl = H 2 + ZnCl 2
La última reacción pertenece a otro tipo de reacción química: reacciones sustituciones... Zinc reemplazado hidrógeno en su combinación con cloro (HCl). En este caso, el hidrógeno se libera en forma de gas.
Las reacciones de sustitución pueden ser aparentemente similares a las reacciones de intercambio. La diferencia radica en el hecho de que los átomos de algunos sencillo Sustancias que reemplazan a los átomos de uno de los elementos de una sustancia compleja. Por ejemplo:
2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2 - reacción sustituciones;
en el lado izquierdo de la ecuación hay una sustancia simple, una molécula de cloro Cl 2, y en el lado derecho hay una sustancia simple, una molécula de bromo Br 2.
En reacciones intercambio y los reactivos y productos son sustancias complejas. Por ejemplo:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2NaCl - reacción intercambio;
en esta ecuación, los reactivos y los productos son sustancias complejas.
La división de todas las reacciones químicas en reacciones de compuestos, descomposición, sustitución e intercambio no es la única. Hay otra forma de clasificación: en base a un cambio (o ningún cambio) en los estados de oxidación de los reactivos y productos. Sobre esta base, todas las reacciones se dividen en redox reacciones y todos los demás (no redox).
La reacción entre Zn y HCl no es solo una reacción de sustitución, sino también reacción quimica de óxidoreduccioón, porque los estados de oxidación de las sustancias que reaccionan cambian en él:
Zn 0 + 2H +1 Cl = H 2 0 + Zn +2 Cl 2 es una reacción de sustitución y al mismo tiempo una reacción redox.
Instrucciones
Determina la forma química de la sustancia, las fracciones de masa de los elementos que deseas encontrar. Llevar sistema periódico Mendeleev y encontrar en él las células de los elementos correspondientes a los átomos que componen la molécula de la sustancia dada. En una celda, encuentre el número de masa de cada uno de estos elemento... Si el valor encontrado es un número de masa elemento fraccional, redondea al más cercano.
En el caso de que se encuentren átomos del mismo tipo en una molécula varias veces, multiplique su masa atómica por este número. Suma las masas de todos los elementos que componen la molécula para obtener el valor en unidades de masa atómica. Por ejemplo, si necesita encontrar la masa de una molécula de sal, que es sulfato (Na2SO4), determina la masa atómica del sodio Ar (Na) = 23, azufre Ar (S) = 32 y Ar (O) = 16. Dado que la molécula contiene 2 sodio, entonces tome el valor 23 * 2 = 46, y, que tiene 4 átomos - 16 * 4 = 64. Entonces la masa de la molécula será sulfato de sodio será Мr (Na2SO4) = 46 + 32 + 64 = 142.
Para calcular las fracciones de masa de los elementos que componen la molécula de una sustancia dada, encuentre la relación entre las masas de los átomos en la molécula de la sustancia y la masa de la molécula y multiplique el resultado por 100%. Por ejemplo, si consideramos el sulfato de sodio Na2SO4, calcule la fracción de masa de sus elementos de la siguiente manera: - la fracción de masa de sodio será ω (Na) = 23 2 100% / 142 = 32,4%;
- la fracción másica de azufre será ω (S) = 32 100% / 142 = 22,5%;
- la fracción de masa de oxígeno será ω (O) = 16 4 100% / 142 = 45,1%.
Las fracciones de masa muestran los elementos relativos en una molécula dada de una sustancia. Verifique la exactitud del cálculo sumando las fracciones de masa de la sustancia. Su monto debe ser del 100%. En el ejemplo considerado, 32,4% + 22,5% + 45,1% = 100%, se realiza el cálculo.
Quizás sea imposible encontrar un elemento tan necesario para la vida como el oxígeno. Si una persona puede vivir sin comida durante varias semanas, sin agua durante varios días, entonces sin oxígeno, solo unos minutos. Esta sustancia se usa ampliamente en varios campos de la industria, incluida la química, y también como componente del combustible para cohetes (oxidante).
Instrucciones
A menudo es necesario determinar la masa de oxígeno en un volumen cerrado o como resultado de una reacción química. Por ejemplo: 20 gramos de permanganato se sometieron a descomposición térmica, la reacción llegó al final. ¿Cuántos gramos de oxígeno se liberaron durante esto?
En primer lugar, recuerde que el potasio, también conocido como, tiene la fórmula química KMnO4. Cuando se calienta, se descompone, formando manganato de potasio - K2MnO4, el principal - MnO2 y O2. Después de escribir la ecuación de reacción y elegir los coeficientes, obtiene:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
Considerando que el peso molecular aproximado de dos moléculas de permanganato de potasio es 316, y el peso molecular de una molécula de oxígeno, respectivamente, 32, resolviendo la proporción, calcule:
20 * 32 /316 = 2,02
Es decir, al descomponer térmicamente 20 gramos de permanganato de potasio, se obtienen aproximadamente 2,02 gramos de oxígeno. (O aproximadamente 2 gramos).
O, por ejemplo, se requiere determinar la masa de oxígeno en un volumen cerrado, si se conocen su temperatura y presión. Aquí es donde viene al rescate la ecuación universal de Mendeleev-Clapeyron, o, en otras palabras, la “ecuación de estado del gas ideal”. Se parece a esto:
PVm = MRT
P - presión de gas,
V es su volumen,
m es su masa molar,
M - masa,
R - constante de gas universal,
T es la temperatura.
Verá que el valor requerido, es decir, la masa del gas (oxígeno), después de reunir todos los datos iniciales en un sistema de unidades (presión -, temperatura - en grados Kelvin, etc.), se puede calcular fácilmente mediante el fórmula:
Por supuesto, el oxígeno real no es el gas ideal para el que se introdujo esta ecuación. Pero a presiones y temperaturas cercanas a, las desviaciones de los valores calculados de los reales son tan insignificantes que pueden ignorarse con seguridad.
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¿Qué es la fracción de masa? elemento? Por el nombre en sí, puede comprender que este es un valor que indica la relación de la masa elemento, que forma parte de la sustancia, y la masa total de esta sustancia. Se expresa en fracciones de una unidad: porcentaje (centésimas), ppm (milésimas), etc. ¿Cómo se puede calcular la masa de cualquier elemento?
Instrucciones
Para mayor claridad, considere el carbono conocido por todos, sin el cual no habría. Si el carbono es una sustancia (por ejemplo,), entonces su masa Cuota se puede tomar de forma segura como una unidad o al 100%. Por supuesto, el diamante también contiene impurezas de otros elementos, pero en la mayoría de los casos, en cantidades tan pequeñas que pueden descuidarse. Pero en tales modificaciones de carbono como o, el contenido de impurezas es bastante alto y la negligencia es inaceptable.
Si el carbono forma parte de una sustancia compleja, se debe proceder de la siguiente manera: anote la fórmula exacta de la sustancia, luego, conociendo las masas molares de cada elemento incluido en su composición, calcular la masa molar exacta de esta sustancia (por supuesto, teniendo en cuenta el "índice" de cada elemento). Después de eso, determina la masa Cuota dividiendo la masa molar total elemento por masa molar de la sustancia.
Por ejemplo, necesitas encontrar una masa Cuota carbono en ácido acético. Escribe la fórmula del ácido acético: CH3COOH. Para facilitar los cálculos, conviértalo a la forma: С2Н4О2. La masa molar de esta sustancia consiste en las masas molares de los elementos: 24 + 4 + 32 = 60. En consecuencia, la fracción de masa de carbono en esta sustancia se calcula de la siguiente manera: 24/60 = 0,4.
Si necesita calcularlo como un porcentaje, respectivamente, 0.4 * 100 = 40%. Es decir, cada ácido acético contiene (aproximadamente) 400 gramos de carbono.
Por supuesto, las fracciones de masa de todos los demás elementos se pueden encontrar de una manera completamente análoga. Por ejemplo, la masa en el mismo ácido acético se calcula como sigue: 32/60 = 0,533 o aproximadamente 53,3%; y la fracción másica de hidrógeno es 4/60 = 0,666 o aproximadamente 6,7%.
Fuentes:
- fracciones de masa de elementos
Una fórmula química es una notación hecha con símbolos generalmente aceptados que caracteriza la composición de una molécula de una sustancia. Por ejemplo, la fórmula del conocido ácido sulfúrico es H2SO4. Se puede ver fácilmente que cada molécula de ácido sulfúrico contiene dos átomos de hidrógeno, cuatro átomos de oxígeno y un átomo. Debe entenderse que esta es solo una fórmula empírica, caracteriza la composición de una molécula, pero no su "estructura", es decir, la disposición de los átomos entre sí.
Necesitará
- - Mesa de Mendeleev.
Instrucciones
Primero, averigüe los elementos, la composición de la sustancia y los suyos. Por ejemplo: ¿qué será el óxido nítrico? Evidentemente, esta molécula contiene dos elementos: nitrógeno y. Ambos son gases, es decir, son pronunciados. Entonces, ¿cuál es la valencia del nitrógeno y el oxígeno en este compuesto?
Recuerde una regla muy importante: los no metales tienen valencia más alta y más baja. El más alto corresponde al número de grupo (en este caso, 6 para oxígeno y 5 para nitrógeno), y el más bajo corresponde a la diferencia entre 8 y el número de grupo (es decir, la valencia más baja para nitrógeno es 3, y para oxígeno - 2). La única excepción a esta regla es el flúor, que en todos sus exhibe una valencia igual a 1.
Entonces, ¿qué valencia, la más alta o la más baja, tienen el nitrógeno y el oxígeno? Una regla más: en compuestos de dos elementos, el que se encuentra a la derecha y arriba en la tabla periódica muestra la valencia más baja. Es bastante obvio que en tu caso se trata de oxígeno. Por lo tanto, en combinación con nitrógeno, el oxígeno tiene una valencia igual a 2. Por consiguiente, el nitrógeno en este compuesto tiene una valencia superior igual a 5.
Ahora recuerde la valencia en sí: esta es la capacidad de un átomo de un elemento para unirse a sí mismo un cierto número de átomos de otro elemento. Cada átomo de nitrógeno en este compuesto "" 5 átomos de oxígeno, y cada átomo de oxígeno - 2 átomos de nitrógeno. ¿Qué es el nitrógeno? Es decir, ¿qué índices tiene cada elemento?
Otra regla ayudará a responder esta pregunta: ¡la suma de las valencias de los elementos incluidos en el compuesto debe ser igual! ¿Cuál es el mínimo común múltiplo para los números 2 y 5? ¡Naturalmente, 10! Dividiéndolo por los valores de las valencias de nitrógeno y oxígeno, encontrará los índices y el final fórmula compuestos: N2O5.
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La fracción de masa de una sustancia muestra su contenido en una estructura más compleja, por ejemplo, en una aleación o mezcla. Si se conoce la masa total de la mezcla o aleación, entonces, conociendo las fracciones de masa de las sustancias constituyentes, puede encontrar sus masas. Puede encontrar la fracción de masa de una sustancia conociendo su masa y la masa de toda la mezcla. Este valor se puede expresar en fracciones o porcentajes.
Necesitará
- escamas;
- tabla periódica de elementos químicos;
- calculadora.
Instrucciones
Determine la fracción de masa de la sustancia que está en la mezcla a través de la masa de la mezcla y la sustancia misma. Para ello, utilizando la balanza, determine las masas que componen la mezcla o. Luego dóblalos. Tome la masa resultante como 100%. Para encontrar la fracción de masa de una sustancia en una mezcla, divida su masa m por la masa de la mezcla M y multiplique el resultado por 100% (ω% = (m / M) ∙ 100%). Por ejemplo, se disuelven 20 g de sal de mesa en 140 g de agua. Para encontrar la fracción de masa de sal, suma las masas de estas dos sustancias M = 140 + 20 = 160 g. Luego encuentra la fracción de masa de la sustancia ω% = (20/160) ∙ 100% = 12.5%.
Si necesita encontrar o la fracción de masa de un elemento en una sustancia con una fórmula conocida, use la tabla periódica de elementos. Úselo para encontrar las masas atómicas de los elementos que se encuentran en la sustancia. Si uno está en la fórmula varias veces, multiplique su masa atómica por ese número y sume los resultados. Este es el peso molecular de la sustancia. Para encontrar la fracción de masa de cualquier elemento en dicha sustancia, divida su número de masa en una determinada fórmula química M0 por el peso molecular de una sustancia dada M. Multiplicar el resultado por 100% (ω% = (M0 / M) ∙ 100%).
