Samasse homoloogsesse seeriasse kuuluvate ühendite lahustuvus väheneb oluliselt molekulmassi suurenemisega, see on tingitud asjaolust, et intermolekulaarsed vastasmõjujõud suurenevad.

Näiteks benseen seguneb täielikult etanooliga, samas kui etanool ja antratseen segunevad ainult osaliselt. Molekulmassi mõju üldisele lahustuvusele on eriti märgatav makromolekulide puhul. Näiteks atsetoon, alkohol ja kontsentreeritud äädikhape võivad kergesti lahustada stüreeni, kuid ei lahusta polüstüreeni; vinüülatsetaat lahustub probleemideta eetrites ja küllastunud süsivesinikes, kuid polüvinüülatsetaadi puhul seda ei täheldata. Tselluloos ei lahustu alkoholides, polüetüleenglükool ei lahustu eetrites, polüvinüülkloriid ei lahustu vinüülkloriidis ja polüakrüülnitriil ei lahustu atsetonitriilis, kuigi nende polümeeride ja monomeeride vaheline keemiline seos on ilmne.

Suure molekulmassi tõttu ei suuda struktureeritud polümeerid lahustuda lahustites isegi temperatuuril kõrge temperatuur. Esiteks on nad võimelised paisuma lahustite juuresolekul, olenevalt ristsidemete tihedusest ja olemusest.

Lahustes on lahusti ja lahustunud aine kogusuhe erinev. Kui lahustunud aine kogus lahusti suhtes on üsna suur, nimetatakse seda lahust kontsentreeritud. Vastasel juhul peetakse seda lahendust nõrgaks.

Lahuse mass on lahusti ja lahustunud aine masside summa. Näiteks kui 100 g vees lahustada 10 g suhkrut, siis kogu lahuse mass on 110 g. Iga lahuse kirjeldamisel peetakse väga oluliseks tunnuseks selle kontsentratsiooni, s.t. mitu protsenti on lahustunud aine sisaldus lahuses. Näiteks kui lahusti 647 mass on 10 g ja lahuse mass on 110 g, siis 647 lahusti kontsentratsiooni leidmiseks tuleb 10 g jagada 110 g-ga ja tulemus korrutada 100%. Seega 10g/110g*100%=9,09%.

Lahuste kontsentratsioon kirjeldab täpselt kogu lahustunud aine massiosa (w) – lahustunud aine kogumassi ja lahuse massi suhet. Tuleb märkida, et see on suhe lahuse enda massi, mitte lahusti kogumassi. Massiosa väljendatakse protsentides ja murdosades (mõõtmata väärtus).

Kui lahuse mass on 200 g ja lahustunud aine mass selles lahuses on 50 g, on massiosa arvutamine väga lihtne - 50/200 = 25% või 0,25. Samuti on lihtne leida lahusti enda massiosa. See on võrdne 200-50 = 150 g, seega 150/200 = 75% või 0,75.

Teatud kontsentratsiooniga lahuse massi arvutamine lahustunud aine või lahusti massist.

Lahustunud aine või lahusti massi arvutamine lahuse massist ja selle kontsentratsioonist.

Lahustunud aine massiosa (protsentides) arvutamine.

Näited tüüpilised ülesanded lahustunud aine massiosa (protsentides) arvutamisega.

Protsentuaalne kontsentratsioon.

Massiosa (protsentides) või protsentuaalne kontsentratsioon (ω) - näitab 100 grammis lahuses sisalduva lahustunud aine grammide arvu.

Protsentuaalne kontsentratsioon ehk massifraktsioon on lahustunud aine massi ja lahuse massi suhe.

ω = msolv. in-va · 100% (1),

m lahendus

kus ω on protsentuaalne kontsentratsioon (%),

m sol. in-va - lahustunud aine mass (g),

m lahus - lahuse mass (g).

Massiosa mõõdetakse ühiku murdosades ja seda kasutatakse vahearvutustes. Kui massiosa korrutada 100% -ga, saadakse protsentuaalne kontsentratsioon, mida kasutatakse lõpptulemuse väljastamisel.

Lahuse mass on lahustunud aine massi ja lahusti massi summa:

m r-ra = m r-la + m sol. in-va (2),

kus m r-ra on lahuse mass (g),

m p-la - lahusti mass (g),

m sol. in-va - lahustunud aine mass (g).

Näiteks kui lahustunud aine - väävelhappe massiosa vees on 0,05, siis on protsentuaalne kontsentratsioon 5%. See tähendab, et 100 g kaaluv väävelhappe lahus sisaldab 5 g väävelhapet ja lahusti mass on 95 g.

NÄIDE 1 . Arvutage kristalse hüdraadi ja veevaba soola protsent, kui 50 g CuSO 4 5H 2 O lahustati 450 g vees.

LAHENDUS:

1) Lahuse kogumass on 450 + 50 = 500 g.

2) Kristallilise hüdraadi protsent leitakse valemiga (1):

X \u003d 50 100 / 500 \u003d 10%

3) Arvutage 50 g kristallilises hüdraadis sisalduva veevaba CuSO 4 soola mass:

4) Arvutage CuSO 4 5H 2 O ja veevaba CuSO 4 molaarmass

M CuSO4 5H2O = M Cu + M s + 4M o + 5 M H2O = 64 + 32 + 4 16 + 5 18 = 250 g/mol

M CuSO4 = M Cu + M s + 4M o = 64 + 32 + 4 16 \u003d 160 g / mol

5) 250 g CuSO 4 5H 2 O sisaldab 160 g CuSO 4

Ja 50 g CuSO 4 5H 2 O - X g CuSO 4

X \u003d 50 160 / 250 \u003d 32 g.

6) Vasksulfaadi veevaba soola protsent on:

ω = 32 100 / 500 = 6,4%

VASTUS : ω CuSO4 5H2O = 10%, ω CuSO4 = 6,4%.

NÄIDE 2 . Mitu grammi soola ja vett sisaldab 800 g 12% NaNO 3 lahus?

LAHENDUS:

1) Leidke lahustunud aine mass 800 g 12% NaNO 3 lahuses:

800 12/100 = 96 g

2) Lahusti mass on: 800 -96 \u003d 704 g.

VASTUS: HNO 3 mass \u003d 96 g, mass H 2 O \u003d 704 g.

NÄIDE 3 . Mitu grammi MgSO 4 3% lahust saab valmistada 100 g MgSO 4 7H 2 O-st?

LAHENDUS :

1) Arvutage MgSO 4 7H 2 O ja MgSO 4 molaarmass

M MgSO4 7H2O = 24 + 32 + 4 16 + 7 18 = 246 g/mol

M MgSO4 = 24 + 32 + 4 16 = 120 g/mol

2) 246 g MgSO 4 7H 2 O sisaldab 120 g MgSO 4

100 g MgSO 4 7H 2 O sisaldab X g MgSO 4

X \u003d 100 120 / 246 \u003d 48,78 g

3) Vastavalt probleemi seisukorrale on veevaba soola mass 3%. Siit:

3% lahuse massist on 48,78 g

100% lahuse massist on X g

X \u003d 100 48,78 / 3 = 1626 g

VASTUS : valmistatud lahuse mass on 1626 grammi.

NÄIDE 4. Mitu grammi HC1 tuleb lahustada 250 g vees, et saada HC1 10% lahus?

LAHENDUS: 250 g vett on 100–10 \u003d 90% lahuse massist, siis HC1 mass on 250 10 / 90 = 27,7 g HC1.

VASTUS : HCl mass on 27,7 g.

Kontsentratsiooni arvutused
lahustunud ained
lahendustes

Lahjenduslahuste probleemide lahendamine ei ole eriti keeruline, kuid nõuab hoolt ja pingutust. Sellegipoolest on võimalik nende probleemide lahendamist lihtsustada, kasutades lahjendusseadust, mida kasutatakse analüütilises keemias lahuste tiitrimisel.
Kõik keemia ülesanderaamatud näitavad näidislahendusena esitatud ülesannete lahendusi ning kõigis lahendustes kasutatakse lahjendusseadust, mille põhimõte on, et lahustunud aine kogus ja mass m säilivad esialgses ja lahjendatud lahuses muutumatuna. Ülesande lahendamisel peame seda tingimust silmas ja kirjutame arvutuse osade kaupa üles ning järk-järgult, samm-sammult, läheneme lõpptulemusele.
Mõelge lahjendusprobleemide lahendamise probleemile järgmiste kaalutluste põhjal.

Lahustunud aine kogus:

= c V,

kus c on lahustunud aine molaarne kontsentratsioon mol/l, V- lahuse maht liitrites.

Lahustunud aine mass m(r.v.):

m(r.v.) = m(r-ra),

kus m(p-ra) - lahuse mass grammides, - lahustunud aine massiosa.
Tähistagem esialgses (või lahjendamata) lahuses kogused c, V, m(r-ra), läbi Koos 1 ,V 1 ,
m 1 (p-ra), 1 ja lahjendatud lahuses - läbi Koos 2 ,V 2 ,m 2 (r-ra), 2 .
Koostame lahuste lahjendusvõrrandid. Võrrandite vasakpoolsed osad võetakse esialgsete (lahjendamata) lahuste jaoks ja paremad osad lahjendatud lahuste jaoks.
Lahjendusel lahustunud aine koguse püsivus on järgmisel kujul:

Massi säilitamine m(r.v.):

Lahustunud aine kogus on seotud selle massiga m(r.v.) suhe:

= m(r.v.)/ M(r.v.),

kus M(r.v.) on lahustunud aine molaarmass g/mol.
Lahjendusvõrrandid (1) ja (2) on omavahel seotud järgmiselt:

alates 1 V 1 = m 2 (r-ra) 2 / M(r.v.),

m1 (r-ra) 1 = Koos 2 V 2 M(R.V.).

Kui ülesandes on teada lahustunud gaasi maht V(gaas), siis on selle aine kogus seotud gaasi mahuga (n.o.) suhtega:

= V(gaas)/22,4.

Lahjendusvõrrandid on vastavalt järgmiselt:

V(gaas)/22,4 = Koos 2 V 2 ,

V(gaas)/22,4 = m 2 (r-ra) 2 / M(gaas).

Kui ülesandes on teada aine mass või lahuse valmistamiseks kulunud aine kogus, siis asetatakse lahjendusvõrrandi vasakule poole m(r.v.) või olenevalt probleemi olukorrast.
Kui vastavalt ülesande seisukorrale on vaja kombineerida sama aine erineva kontsentratsiooniga lahuseid, siis lahustunud ainete massid liidetakse võrrandi vasakul poolel.
Üsna sageli kasutatakse ülesannetes lahuse tihedust (g / ml). Kuid kuna molaarne kontsentratsioon Koos mõõdetuna mol / l, siis tuleb tihedus väljendada g / l ja maht V- aastal l.
Toome näiteid "eeskujulike" probleemide lahendamisest.

Ülesanne 1. Millise ruumala 1 M väävelhappe lahust tuleks võtta, et saada 0,5 l 0,1 M lahust H2SO4 ?

Arvestades:

c 1 \u003d 1 mol / l,
V 2 = 0,5 l,
Koos 2 = 0,1 mol/l.

Leia:

Lahendus

V 1 Koos 1 =V 2 Koos 2 ,

V 1 1 \u003d 0,5 0,1; V 1 = 0,05 l või 50 ml.

Vastus.V 1 = 50 ml.

2. ülesanne (, № 4.23). Määrake lahuse mass massifraktsiooniga(CuSO 4) 10% ja vee mass, mis on vajalik massifraktsiooniga 500 g lahuse valmistamiseks
(CuSO 4) 2%.

Arvestades:

1 = 0,1,
m 2 (r-ra) = 500 g,
2 = 0,02.

Leia:

m 1 (r-ra) =?
m(H 2 O) \u003d?

Lahendus

m1 (r-ra) 1 = m 2 (r-ra) 2,

m 1 (r-ra) 0,1 \u003d 500 0,02.

Siit m 1 (r-ra) \u003d 100 g.

Leidke lisatud vee mass:

m(H20) = m 2 (r-ra) - m 1 (r-ra),

m (H 2 O) \u003d 500 - 100 \u003d 400 g.

Vastus. m 1 (r-ra) \u003d 100 g, m(H2O) \u003d 400 g.

3. ülesanne (, № 4.37).Kui suur on lahuse maht, mille väävelhappe massiosa on 9,3%
(\u003d 1,05 g / ml) on vaja 0,35 M valmistamiseks lahendus H2SO4 40 ml?

Arvestades:

1 = 0,093,
1 = 1050 g/l,
Koos 2 = 0,35 mol/l,
V 2 = 0,04 l,
M(H2SO4) \u003d 98 g/mol.

Leia:

Lahendus

m1 (r-ra) 1 = V 2 Koos 2 M(H2SO4),

V 1 1 1 = V 2 Koos 2 M(H2SO4).

Asendame teadaolevate koguste väärtused:

V 1 1050 0,093 = 0,04 0,35 98.

Siit V 1 \u003d 0,01405 l või 14,05 ml.

Vastus. V 1 = 14,05 ml.

4. ülesanne . Kui palju vesinikkloriidi (N.O.) ja vett on vaja 1 liitri lahuse valmistamiseks (\u003d 1,05 g / cm 3), milles vesinikkloriidi sisaldus massiosades on 0,1
(või 10%)?

Arvestades:

V (lahus) \u003d 1 l,
(lahus) = 1050 g/l,
= 0,1,
M(HCl) = 36,5 g/mol.

Leia:

V(HCl) = ?
m(H 2 O) \u003d?

Lahendus

V(HCl)/22,4 = m(p-ra) / M(HCl)

V(HCl)/22,4 = V(r-ra) (r-ra) / M(HCl)

V(HCl)/22,4 = 1 1050 0,1/36,5.

Siit V(HCl) = 64,44 liitrit.
Leidke lisatud vee mass:

m(H20) = m(r-ra) - m(HCl),

m(H20) = V(r-ra) (r-ra) - V(HCl)/22,4 M(HCl)

m (H2O) = 1 1050 - 64,44 / 22,4 36,5 \u003d 945 g.

Vastus. 64,44 L HCl ja 945 g vett.

5. ülesanne (, № 4.34). Määrake lahuse molaarne kontsentratsioon, mille naatriumhüdroksiidi massiosa on 0,2 ja tihedus 1,22 g/ml.

Arvestades:

0,2,
= 1220 g/l,
M(NaOH) = 40 g/mol.

Leia:

Lahendus

m(p-ra) = Koos V M(NaOH),

m(p-ra) = Koos m(r-ra) M(NaOH)/.

Jagage võrrandi mõlemad pooled arvuga m(r-ra) ja asendage suuruste arvväärtused.

0,2 = c 40/1220.

Siit c= 6,1 mol/l.

Vastus. c= 6,1 mol/l.

6. ülesanne (, № 4.30).Kui saadud lahuse tihedus on 1,12 g/ml, määratakse 42,6 g naatriumsulfaadi lahustamisel 300 g vees saadud lahuse molaarne kontsentratsioon.

Arvestades:

m (Na2SO4) = 42,6 g,
m(H 2 O) \u003d 300 g,
= 1120 g/l,
M(Na2SO4) \u003d 142 g / mol.

Leia:

Lahendus

m(Na2S04) = Koos V M(Na2SO4).

500 (1 – 4,5/(4,5 + 100)) = m 1 (r-ra) (1 - 4,1 / (4,1 + 100)).

Siit m 1 (lahus) \u003d 104,1 / 104,5 500 \u003d 498,09 g,

m(NaF) = 500-498,09 = 1,91 g.

Vastus. m(NaF) = 1,91 g.

KIRJANDUS

1.Khomchenko G.P., Khomchenko I.G.Ülesanded keemias ülikooli üliõpilastele. M.: Uus laine, 2002.
2. Feldman F.G., Rudzitis G.E. Keemia-9. M.: Valgustus, 1990, lk. 166.

Keemia ülesannete lahendamise metoodika

Probleemide lahendamisel peate juhinduma mõnest lihtsast reeglist:

1. Lugege hoolikalt probleemi seisukorda;
2. Kirjutage, mis on antud;
3. Vajadusel teisendada füüsikaliste suuruste ühikud SI ühikuteks (mõned mittesüsteemsed ühikud on lubatud, näiteks liitrid);
4. Vajadusel kirjuta üles reaktsioonivõrrand ja järjesta koefitsiendid;
5. Lahendage probleem aine koguse mõiste, mitte proportsioonide koostamise meetodiga;
6. Kirjutage vastus üles.

Keemias edukaks valmistumiseks tuleks hoolikalt läbi mõelda tekstis toodud ülesannete lahendused, aga ka piisav hulk neist iseseisvalt lahendada. Just ülesannete lahendamise käigus fikseeritakse keemiakursuse peamised teoreetilised sätted. Probleemide lahendamine on vajalik kogu keemia õppimise ja eksamiks valmistumise aja jooksul.

Võite kasutada sellel lehel olevaid ülesandeid või saate alla laadida hea ülesannete ja harjutuste kogumi tüüpiliste ja keeruliste ülesannete lahendamisega (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova): laadige alla.

Mool, molaarmass

Molaarmass on aine massi ja aine koguse suhe, s.o.

М(х) = m(x)/ν(x), (1)

kus M(x) on aine X molaarmass, m(x) on aine X mass, ν(x) on aine X kogus. Molaarmassi SI ühik on kg/mol, kuid g/mol kasutatakse tavaliselt. Massiühik on g, kg. Aine koguse SI-ühik on mool.

Ükskõik milline keemia probleem lahendatud läbi aine hulga. Pea meeles põhivalem:

ν(x) = m(x)/ М(х) = V(x)/V m = N/N A, (2)

kus V(x) on aine maht Х(l), Vm on gaasi molaarmaht (l/mol), N on osakeste arv, N A on Avogadro konstant.

1. Määrake mass naatriumjodiid NaI aine kogus 0,6 mol.

Antud: ν(NaI)= 0,6 mol.

Otsi: m(NaI) =?

Lahendus. Naatriumjodiidi molaarmass on:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 g/mol

Määrake NaI mass:

m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 g.

2. Määrake aine kogus aatomboor, mis sisaldub naatriumtetraboraadis Na 2 B 4 O 7 kaaluga 40,4 g.

Antud: m(Na2B4O7) = 40,4 g.

Otsi: ν(B)=?

Lahendus. Naatriumtetraboraadi molaarmass on 202 g/mol. Määrake aine Na 2 B 4 O 7 kogus:

ν (Na 2B 4 O 7) \u003d m (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 / 202 \u003d 0,2 mol.

Tuletame meelde, et 1 mooli naatriumtetraboraadi molekuli sisaldab 2 mooli naatriumi, 4 mooli boori ja 7 mooli hapnikuaatomit (vt naatriumtetraboraadi valemit). Siis on aatombooraine kogus: ν (B) \u003d 4 ν (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol.

Arvutused keemilised valemid. Massiline jagamine.

Aine massiosa on süsteemi antud aine massi ja kogu süsteemi massi suhe, s.o. ω(X) =m(X)/m, kus ω(X) on aine X massiosa, m(X) on aine X mass, m on kogu süsteemi mass. Massiosa on mõõtmeteta suurus. Seda väljendatakse ühiku murdosa või protsendina. Näiteks aatomhapniku massiosa on 0,42 ehk 42%, s.o. ω(O)=0,42. Aatomkloori massiosa naatriumkloriidis on 0,607 ehk 60,7%, s.o. ω(Cl) = 0,607.

3. Määrake massiosa kristallisatsioonivesi baariumkloriidi dihüdraadis BaCl 2 2H 2 O.

Lahendus: BaCl 2 2H 2 O molaarmass on:

M (BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35,5 + 2 18 \u003d 244 g/mol

Valemist BaCl 2 2H 2 O järeldub, et 1 mol baariumkloriiddihüdraati sisaldab 2 mol H 2 O. Selle järgi saame määrata BaCl 2 2H 2 O sisalduva vee massi:

m(H2O) \u003d 2 18 \u003d 36 g.

Leiame kristallisatsioonivee massiosa baariumkloriidi dihüdraadist BaCl 2 2H 2 O.

ω (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / m (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 36/244 \u003d 0,1475 \u003d 14,75%.

4. 25 g kaaluvast kivimiproovist, mis sisaldas mineraali argentiiti Ag 2 S, eraldati 5,4 g kaaluv hõbe. Määrake massiosa argentiit proovis.

Antud: m(Ag) = 5,4 g; m = 25 g.

Otsi: ω(Ag 2S) =?

Lahendus: määrame hõbeda koguse argentiidis: ν (Ag) \u003d m (Ag) / M (Ag) \u003d 5,4 / 108 \u003d 0,05 mol.

Valemist Ag 2 S järeldub, et argentiitaine kogus on pool hõbeda kogusest. Määrake argentiidi aine kogus:

ν (Ag 2 S) = 0,5 ν (Ag) = 0,5 0,05 \u003d 0,025 mol

Arvutame argentiidi massi:

m (Ag 2 S) = ν (Ag 2 S) M (Ag 2 S) = 0,025 248 \u003d 6,2 g.

Nüüd määrame argentiidi massiosa kivimiproovis, mis kaalub 25 g.

ω (Ag 2 S) \u003d m (Ag 2 S) / m = 6,2 / 25 \u003d 0,248 \u003d 24,8%.

Liitvalemite tuletamine

5. Määrake lihtsaim liitvalem kaalium mangaani ja hapnikuga, kui elementide massiosad selles aines on vastavalt 24,7, 34,8 ja 40,5%.

Antud: ω(K)=24,7%; ω(Mn)=34,8%; ω(O)=40,5%.

Otsi: liitvalem.

Lahendus: arvutusteks valime ühendi massi, mis võrdub 100 g, s.o. m = 100 g. Kaaliumi, mangaani ja hapniku massid on:

m (K) = mω (K); m (K) = 100 0,247 \u003d 24,7 g;

m (Mn) = mω(Mn); m (Mn) = 100 = 0,348 = 34,8 g;

m (O) = mω(O); m (O) = 100 0,405 \u003d 40,5 g.

Määrame aatomi kaaliumi, mangaani ja hapniku ainete koguse:

ν (K) \u003d m (K) / M (K) \u003d 24,7 / 39 \u003d 0,63 mol

ν (Mn) \u003d m (Mn) / M (Mn) \u003d 34,8 / 55 \u003d 0,63 mol

ν (O) \u003d m (O) / M (O) = 40,5 / 16 \u003d 2,5 mol

Leiame ainete koguste suhte:

ν(K): ν(Mn): ν(O) = 0,63: 0,63: 2,5.

Jagades võrrandi parema külje väiksema arvuga (0,63), saame:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1:1:4.

Seetõttu on KMnO 4 ühendi lihtsaim valem.

6. 1,3 g aine põlemisel tekkis 4,4 g vingugaasi (IV) ja 0,9 g vett. Leidke molekulaarvalem aine, kui selle vesiniku tihedus on 39.

Antud: m(in-va) \u003d 1,3 g; m(CO2) = 4,4 g; m(H20) = 0,9 g; D H2 \u003d 39.

Otsi: aine valem.

Lahendus: Oletame, et otsitav aine sisaldab süsinikku, vesinikku ja hapnikku, sest selle põlemisel tekkisid CO 2 ja H 2 O. Seejärel on vaja leida ainete CO 2 ja H 2 O kogused, et määrata aatomi süsiniku, vesiniku ja hapniku ainete koguseid.

ν (CO 2) \u003d m (CO 2) / M (CO 2) \u003d 4,4 / 44 = 0,1 mol;

ν (H2O) \u003d m (H2O) / M (H2O) = 0,9 / 18 = 0,05 mol.

Määrame aatomi süsiniku ja vesiniku ainete koguse:

ν(C)= ν(CO2); v(C) = 0,1 mol;

ν(H)= 2 v(H20); ν (H) = 2 0,05 \u003d 0,1 mol.

Seetõttu on süsiniku ja vesiniku massid võrdsed:

m(C) = ν(C) M(C) = 0,1 12 = 1,2 g;

m (H) \u003d ν (H) M (H) = 0,1 1 = 0,1 g.

Määrame aine kvalitatiivse koostise:

m (in-va) \u003d m (C) + m (H) = 1,2 + 0,1 \u003d 1,3 g.

Järelikult koosneb aine ainult süsinikust ja vesinikust (vt probleemi seisukorda). Määrame nüüd selle molekulmassi tingimuses antud põhjal ülesandeid aine tihedus vesiniku suhtes.

M (in-va) \u003d 2 D H2 \u003d 2 39 \u003d 78 g / mol.

ν(C): ν(H) = 0,1: 0,1

Jagades võrrandi parema külje arvuga 0,1, saame:

ν(C): ν(H) = 1:1

Võtame süsiniku (või vesiniku) aatomite arvu kui "x", siis korrutades "x" süsiniku ja vesiniku aatommassidega ning võrdsustades selle koguse aine molekulmassiga, lahendame võrrandi:

12x + x \u003d 78. Seega x \u003d 6. Seetõttu on aine C 6 H 6 valem benseen.

Gaaside molaarmaht. Ideaalsete gaaside seadused. Mahuosa.

Gaasi molaarmaht võrdub gaasi ruumala ja selle gaasi ainekoguse suhtega, s.o.

Vm = V(X)/ ν(x),

kus V m on gaasi molaarmaht – mis tahes gaasi konstantne väärtus antud tingimustes; V(X) on gaasi X maht; ν(x) - gaasilise aine X kogus. Gaaside molaarmaht normaaltingimustes (normaalrõhk p n \u003d 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa ja temperatuur Tn \u003d 273,15 K ≈ 273 K) on V m \u003dl /mol.

Gaase hõlmavates arvutustes on sageli vaja nendelt tingimustelt üle minna tavatingimustele või vastupidi. Sel juhul on mugav kasutada Boyle-Mariotte ja Gay-Lussaci kombineeritud gaasiseadusest tulenevat valemit:

──── = ─── (3)

kus p on rõhk; V on helitugevus; T on temperatuur Kelvini skaalal; indeks "n" näitab normaaltingimusi.

Gaasisegude koostist väljendatakse sageli mahuosa abil - antud komponendi ruumala ja süsteemi kogumahu suhe, s.o.

kus φ(X) on X komponendi mahuosa; V(X) on X-komponendi ruumala; V on süsteemi maht. Mahuosa on mõõtmeteta suurus, seda väljendatakse ühiku murdosades või protsentides.

7. Mida maht võtab temperatuuril 20 ° C ja rõhul 250 kPa ammoniaagi kaaluga 51 g?

Antud: m(NH3)=51 g; p=250 kPa; t = 20 °C.

Otsi: V(NH 3) \u003d?

Lahendus: määrake ammoniaagi kogus:

ν (NH 3) \u003d m (NH 3) / M (NH 3) \u003d 51/17 \u003d 3 mol.

Ammoniaagi maht tavatingimustes on:

V (NH 3) \u003d V m ν (NH 3) \u003d 22,4 3 \u003d 67,2 l.

Kasutades valemit (3), viime ammoniaagi mahu nendesse tingimustesse [temperatuur T \u003d (273 + 20) K \u003d 293 K]:

p n TV n (NH 3) 101,3 293 67,2

V (NH 3) \u003d ──────── \u003d ────────── \u003d 29,2 l.

8. Määrake maht, mis võtab tavatingimustes gaasisegu, mis sisaldab vesinikku kaaluga 1,4 g ja lämmastikku kaaluga 5,6 g.

Antud: m(N2) = 5,6 g; m(H2) = 1,4; hästi.

Otsi: V(segu)=?

Lahendus: leidke aine vesiniku ja lämmastiku kogus:

ν (N 2) \u003d m (N 2) / M (N 2) \u003d 5,6 / 28 \u003d 0,2 mol

ν (H 2) \u003d m (H 2) / M (H 2) \u003d 1,4 / 2 \u003d 0,7 mol

Kuna tavatingimustes need gaasid omavahel ei interakteeru, võrdub gaasisegu maht gaaside mahtude summaga, s.o.

V (segud) \u003d V (N 2) + V (H 2) \u003d V m ν (N 2) + V m ν (H 2) \u003d 22,4 0,2 + 22,4 0,7 \u003d 20,16 l.

Arvutused keemiliste võrrandite abil

Arvutused keemiliste võrrandite järgi (stöhhiomeetrilised arvutused) põhinevad ainete massi jäävuse seadusel. Reaalsetes keemilistes protsessides on aga mittetäieliku reaktsiooni ja erinevate ainete kadude tõttu tekkivate toodete mass sageli väiksem sellest, mis peaks moodustuma ainete massi jäävuse seaduse järgi. Reaktsioonisaaduse saagis (või saagise massiosa) on tegelikult saadud produkti massi ja protsentides väljendatud massi suhe, mis peaks kujunema vastavalt teoreetilisele arvutusele, s.o.

η = /m(X) (4)

kus η on produkti saagis, %; m p (X) - reaalses protsessis saadud produkti X mass; m(X) on aine X arvutuslik mass.

Nendes ülesannetes, kus toote saagist ei täpsustata, eeldatakse, et see on kvantitatiivne (teoreetiline), s.t. η=100%.

9. Millise massi fosforit tuleks põletada saamise eest fosforoksiid (V) kaaluga 7,1 g?

Antud: m(P2O5) = 7,1 g.

Otsi: m(P) =?

Lahendus: kirjutame üles fosfori põlemisreaktsiooni võrrandi ja järjestame stöhhiomeetrilised koefitsiendid.

4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5

Määrame reaktsioonis saadud aine P 2 O 5 koguse.

ν (P 2 O 5) \u003d m (P 2 O 5) / M (P 2 O 5) \u003d 7,1 / 142 \u003d 0,05 mol.

Reaktsioonivõrrandist tuleneb, et ν (P 2 O 5) \u003d 2 ν (P), seega on reaktsioonis vajalik fosfori aine kogus:

ν (P 2 O 5) \u003d 2 ν (P) \u003d 2 0,05 \u003d 0,1 mol.

Siit leiame fosfori massi:

m(Р) = ν(Р) М(Р) = 0,1 31 = 3,1 g.

10. 6 g kaaluv magneesium ja 6,5 ​​g tsink lahustati vesinikkloriidhappe liias. Milline maht vesinik, mõõdetuna tavatingimustes, välja paistma kus?

Antud: m(Mg)=6 g; m(Zn) = 6,5 g; hästi.

Otsi: V(H2) =?

Lahendus: kirjutame üles reaktsioonivõrrandid magneesiumi ja tsingi vastastikmõju kohta vesinikkloriidhappega ning järjestame stöhhiomeetrilised koefitsiendid.

Zn + 2 HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl \u003d MgCl 2 + H 2

Määrame vesinikkloriidhappega reageerinud magneesiumi ja tsingi ainete koguse.

ν (Mg) \u003d m (Mg) / M (Mg) \u003d 6/24 \u003d 0,25 mol

ν (Zn) \u003d m (Zn) / M (Zn) \u003d 6,5 / 65 \u003d 0,1 mol.

Reaktsioonivõrranditest järeldub, et metalli ja vesiniku aine hulk on võrdne, s.o. ν (Mg) \u003d ν (H2); ν (Zn) \u003d ν (H 2) määrame kahest reaktsioonist tuleneva vesiniku koguse:

ν (Н 2) \u003d ν (Mg) + ν (Zn) \u003d 0,25 + 0,1 \u003d 0,35 mol.

Arvutame reaktsiooni tulemusena vabaneva vesiniku mahu:

V (H 2) \u003d V m ν (H 2) \u003d 22,4 0,35 \u003d 7,84 l.

11. 2,8-liitrise vesiniksulfiidi (tavatingimustes) juhtimisel läbi vask(II)sulfaadi liialahuse, tekkis sade kaaluga 11,4 g. Määrake väljapääs reaktsiooniprodukt.

Antud: V(H2S)=2,8 l; m (sade) = 11,4 g; hästi.

Otsi: η =?

Lahendus: kirjutame vesiniksulfiidi ja vask(II)sulfaadi vastastikmõju reaktsioonivõrrandi.

H 2 S + CuSO 4 \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4

Määrake reaktsioonis osaleva vesiniksulfiidi kogus.

ν (H 2 S) \u003d V (H 2 S) / V m = 2,8 / 22,4 \u003d 0,125 mol.

Reaktsioonivõrrandist järeldub, et ν (H 2 S) \u003d ν (СuS) \u003d 0,125 mol. Nii saate leida CuS teoreetilise massi.

m (CuS) \u003d ν (CuS) M (CuS) = 0,125 96 \u003d 12 g.

Nüüd määrame toote saagise valemi (4) abil:

η = /m(X) = 11,4 100 / 12 = 95%.

12. Mida kaal ammooniumkloriid tekib 7,3 g kaaluva vesinikkloriidi ja 5,1 g kaaluva ammoniaagi vastasmõjul? Mis gaasi üle jääb? Määrake ülejäägi mass.

Antud: m(HCl) = 7,3 g; m(NH3) \u003d 5,1 g.

Otsi: m(NH4CI) =? m(liigne) =?

Lahendus: kirjutage reaktsioonivõrrand.

HCl + NH3 \u003d NH4Cl

See ülesanne on "liigse" ja "puuduse" jaoks. Arvutame vesinikkloriidi ja ammoniaagi koguse ning määrame, milline gaas on üleliigne.

ν(HCl) \u003d m (HCl) / M (HCl) = 7,3 / 36,5 \u003d 0,2 mol;

ν (NH 3) \u003d m (NH 3) / M (NH 3) \u003d 5,1 / 17 = 0,3 mol.

Ammoniaaki on üleliigne, seega arvestatakse defitsiidi, s.o. vesinikkloriidi abil. Reaktsioonivõrrandist tuleneb, et ν (HCl) \u003d ν (NH 4 Cl) \u003d 0,2 mol. Määrake ammooniumkloriidi mass.

m (NH 4 Cl) \u003d ν (NH 4 Cl) M (NH 4 Cl) = 0,2 53,5 \u003d 10,7 g.

Tegime kindlaks, et ammoniaaki on liias (vastavalt aine kogusele on liig 0,1 mol). Arvutage üleliigse ammoniaagi mass.

m (NH 3) \u003d ν (NH 3) M (NH 3) = 0,1 17 \u003d 1,7 g.

13. Tehnilist kaltsiumkarbiidi massiga 20 g töödeldi liigse veega, saades atsetüleeni, mille läbimisel läbi liigse broomivee tekkis 1,1,2,2-tetrabromoetaan massiga 86,5 g. massiosa SaS 2 tehnilises karbiidis.

Antud m = 20 g; m(C2H2Br4) \u003d 86,5 g.

Otsi: ω (CaC 2) =?

Lahendus: paneme kirja kaltsiumkarbiidi ja vee ning atsetüleeni ja broomveega interaktsiooni võrrandid ning korraldame stöhhiomeetrilised koefitsiendid.

CaC 2 + 2 H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

C 2 H 2 + 2 Br 2 \u003d C 2 H 2 Br 4

Leidke aine tetrabromoetaani kogus.

ν (C2H2Br4) \u003d m (C2H2Br4) / M (C2H2Br4) \u003d 86,5 / 346 = 0,25 mol.

Reaktsioonivõrranditest järeldub, et ν (C 2 H 2 Br 4) \u003d ν (C 2 H 2) \u003d ν (CaC 2) \u003d 0,25 mol. Siit leiame puhta kaltsiumkarbiidi massi (ilma lisanditeta).

m (CaC 2) \u003d ν (CaC 2) M (CaC 2) = 0,25 64 \u003d 16 g.

Määrame CaC 2 massiosa tehnilises karbiidis.

ω (CaC 2) \u003d m (CaC 2) / m \u003d 16/20 \u003d 0,8 \u003d 80%.

Lahendused. Lahuse komponendi massiosa

14. Väävel massiga 1,8 g lahustati benseenis mahuga 170 ml Benseeni tihedus on 0,88 g/ml. Määrake massiosa väävel lahuses.

Antud: V(C6H6) = 170 ml; m(S) = 1,8 g; ρ(C6C6) = 0,88 g/ml.

Otsi: ω(S) =?

Lahendus: väävli massiosa leidmiseks lahuses on vaja arvutada lahuse mass. Määrake benseeni mass.

m (C 6 C 6) \u003d ρ (C 6 C 6) V (C 6 H 6) = 0,88 170 \u003d 149,6 g.

Leidke lahuse kogumass.

m (lahus) \u003d m (C 6 C 6) + m (S) = 149,6 + 1,8 \u003d 151,4 g.

Arvutage väävli massiosa.

ω(S) =m(S)/m = 1,8/151,4 = 0,0119 = 1,19%.

15. Raudsulfaat FeSO 4 7H 2 O massiga 3,5 g lahustati vees kaaluga 40 g. raudsulfaadi massiosa (II) saadud lahuses.

Antud: m(H20)=40 g; m (FeSO 4 7H 2O) = 3,5 g.

Otsi: ω(FeSO4) =?

Lahendus: leidke FeSO 4 7H 2 O-s sisalduva FeSO 4 mass. Selleks arvutage aine FeSO 4 7H 2 O kogus.

ν (FeSO 4 7H 2 O) \u003d m (FeSO 4 7H 2 O) / M (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 3,5 / 278 \u003d 0,0125 mol

Raudsulfaadi valemist järeldub, et ν (FeSO 4) \u003d ν (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 0,0125 mol. Arvutage FeSO 4 mass:

m (FeSO 4) \u003d ν (FeSO 4) M (FeSO 4) = 0,0125 152 \u003d 1,91 g.

Arvestades, et lahuse mass koosneb raudsulfaadi massist (3,5 g) ja vee massist (40 g), arvutame raudsulfaadi massiosa lahuses.

ω (FeSO 4) \u003d m (FeSO 4) / m \u003d 1,91 / 43,5 \u003d 0,044 \u003d 4,4%.

Ülesanded iseseisvaks lahendamiseks

1. 50 g metüüljodiidi heksaanis töödeldi naatriummetalliga ja eraldus tavatingimustes mõõdetuna 1,12 liitrit gaasi. Määrake metüüljodiidi massiosa lahuses. Vastus: 28,4%.
2. Osa alkoholist oksüdeeriti, moodustades ühealuselise karboksüülhappe. 13,2 g selle happe põletamisel saadi süsinikdioksiid, mille täielikuks neutraliseerimiseks kulus 192 ml KOH lahust massiosaga 28%. KOH lahuse tihedus on 1,25 g/ml. Määrake alkoholi valem. Vastus: butanool.
3. 9,52 g vase ja 50 ml 81% lämmastikhappe lahusega, tihedusega 1,45 g / ml, koostoimel saadud gaas juhiti läbi 150 ml 20% NaOH lahuse tihedusega 1,22 g / ml. ml. Määrake lahustunud ainete massiosad. Vastus: 12,5% NaOH; 6,48% NaNO3; 5,26% NaNO2.
4. Määrake 10 g nitroglütseriini plahvatuse käigus eralduvate gaaside maht. Vastus: 7,15 l.
5. 4,3 g kaaluv orgaanilise aine proov põletati hapnikus. Reaktsiooniproduktideks on süsinikmonooksiid (IV) mahuga 6,72 liitrit (normaaltingimustes) ja vesi massiga 6,3 g Lähteaine aurutihedus vesiniku jaoks on 43. Määrake aine valem. Vastus: C6H14.

Massiosa nimetatakse antud komponendi massi m (X) ja kogu lahuse massi suhteks M (p-ra). Massiosa tähistatakse sümboliga ω (oomega) ja seda väljendatakse ühiku murdosades või protsentides:

ω (X) \u003d m (X) / M (r-ra) (ühiku murdosades);

ω (X) \u003d m (X) 100 / M (p-ra) (protsentides).

Molaarne kontsentratsioon on lahustunud aine kogus 1 liitris lahuses. Seda tähistatakse sümboliga c (X) ja seda mõõdetakse mol / l:

c(X) = n(X)/V = m(X)/M(X) V.

Selles valemis on n(X) lahuses sisalduva aine X kogus, M(X) aine X molaarmass.

Vaatleme mõnda tüüpilist ülesannet.

1. Määrake 300 g 15% lahuses sisalduva naatriumbromiidi mass.

Lahendus.
Naatriumbromiidi mass määratakse järgmise valemiga: m (NaBr) \u003d ω M (p-ra) / 100;
m(NaBr) = 15 300/100 = 45 g.
Vastus: 45

2. Kaaliumnitraadi mass, mis tuleb 8% lahuse saamiseks lahustada 200 g vees, on ______ g. (Ümardage oma vastus lähima täisarvuni.)

Lahendus.
Olgu m(KNO 3) = x r, siis M(p-ra) = (200 + x) r.
Kaaliumnitraadi massiosa lahuses:
ω (KNO 3) \u003d x / (200 + x) \u003d 0,08;
x = 16 + 0,08x;
0,92x = 16;
x = 17,4.
Pärast ümardamist x = 17 g.
Vastus: 17 a.

3. Kaltsiumkloriidi mass, mis tuleb lisada 400 g sama soola 5% lahusele, et selle massiosa kahekordistada, on ______ g (Kirjutage vastus kümnendiku täpsusega.)

Lahendus.
CaCl 2 mass alglahuses on:
m (CaCl 2) \u003d ω M (lahus);
m (CaCl 2) \u003d 0,05 400 \u003d 20 g.
CaCl 2 massiosa lõpplahuses on ω 1 = 0,05 2 = 0,1.
Olgu alglahusele lisatava CaCl 2 mass x g.
Seejärel lõpplahuse mass M 1 (r-ra) \u003d (400 + x) g.
CaCl2 massiosa lõpplahuses:

Selle võrrandi lahendamisel saame x \u003d 22,2 g.
Vastus: 22.2

4. Alkoholi mass, mis tuleb 120 g 2% joodi alkoholilahusest aurustada, et tõsta selle kontsentratsiooni 5%-ni, on _____________ g. (Kirjutage vastus kümnendiku täpsusega.)

Lahendus.
Määrake joodi mass alglahuses:
m (I 2) \u003d ω M (r-ra);
m (I 2) \u003d 0,02 120 \u003d 2,4 g,
Pärast aurustamist muutus lahuse mass võrdseks:
M 1 (r-ra) \u003d m (I 2) / ω 1
M 1 (r-ra) \u003d 2,4 / 0,05 \u003d 48 g.
Lahuste masside erinevuse järgi leiame aurustunud alkoholi massi: 120-48 \u003d 72 g.
Vastus: 72

5. Vee mass, mis tuleb lisada 200 g 20% ​​naatriumbromiidi lahusele, et saada 5% lahus, on _________ g. (Ümardage oma vastus lähima täisarvuni.)

Lahendus.
Määrake naatriumbromiidi mass alglahuses:
m(NaBr) = ω M(r-ra);
m (NaBr) \u003d 0,2 200 \u003d 40 g.
Olgu lahuse lahjendamiseks lisatava vee mass x g, siis vastavalt ülesande seisukorrale:

Siit saame x = 600 g.
Vastus: 600

6. Naatriumsulfaadi massiosa lahuses, mis on saadud 200 g 5% ja 400 g 10% Na 2 SO 4 lahuse segamisel, on võrdne _____________%. (Ümarda oma vastus kümnenditeni.)

Lahendus.
Määrake naatriumsulfaadi mass esimeses alglahuses:
m 1 (Na 2 SO 4) \u003d 0,05 200 \u003d 10 g.
Määrake naatriumsulfaadi mass teises alglahuses:
m 2 (Na 2 SO 4) \u003d 0,1 400 \u003d 40 g.
Määrame naatriumsulfaadi massi lõpplahuses: m (Na 2 SO 4) \u003d 10 + 40 \u003d 50 g.
Määrame lõpplahuse massi: M (p-ra) \u003d 200 + 400 \u003d 600 g.
Määrame Na 2 SO 4 massiosa lõpplahuses: 50/600 = 8,3%
Vastus: 8,3%.

Lisaks probleemide lahendamisele lahenduste leidmiseks:

"Risti reegel" on segamisreegli diagonaalskeem kahe lahendusega juhtumite jaoks.

http://pandia.ru/text/78/476/images/image034_1.jpg" alt="" width="400" height="120">
Ühe osa kaal: 300/50 = 6 g.
Siis
m1 = 6 15 = 90 g, .
m2 = 6 35 = 210 g.

On vaja segada 90 g 60% lahust ja 210 g 10% lahust.