Блог вчителя хімії Кот Т.Ю.: декабря 2015

7 клас
Відносна молекулярна маса речовини, її обчислення за хімічною формулою

Склад найменшої структурної частинки речовини (молекули чи формульної одиниці) можна виразити за допомогою хімічної формули. Оскільки ця частинка складається із певних хімічних елементів, то вона має масу, яка дорівнює сумі мас цих елементів з урахуванням кількості кожного із елементів, які входять до складу цієї частинки.

Подібно до маси атома масу молекули або формульної одиниці порівнюють з 1/12 маси атома ізотопу ¹²С. Вона є важливою характеристикою речовини і називаєтьсявідносною молекулярною масою Mr (молекулярна « relatives » - відносна).

Відносною молекулярною масою речовини називають відношення маси молекули даної речовини до маси атома Карбону-12.

де

- маси молекули даної речовини;
– маса атома ізотопу

.

Відносну молекулярну масу легко вирахувати за хімічною формулою речовини.

Наприклад, розрахуємо відносну молекулярну масу речовини:

Mr(H₂O) = 2 • Ar(H) + Ar(O) = 2•1 + 16 = 18

Приклад :
Відносна молекулярна маса алюміній сульфату дорівнює:

Mr(AL₂(SO₄ )₃) = 2 •Ar( AL ) + 3As(S) + 12 •Ar(O) = 2 • 27 + 3 • 32 + 12 • 16 = 342

Таким чином, за хімічною формулою можна визначити не тільки якісний і кількісний склад молекули або формульної одиниці речовини, а і її відносну молекулярну масу

Розв'яжіть задачі

1. Обчисліть відносну молекулярну масу аміаку NH3.

2. Молекула сульфатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, одного атома Сульфуру, чотирьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу сульфатної кислоти і обчисліть її відносну молекулярну масу.

3. Молекула карбонатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, одного атома Карбону і трьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу карбонатної кислоти і обчисліть її відносну молекулярну масу.

4. Обчисліть відносну молекулярну масу ферум (ІІІ) гідроксиду Fe(OH)3.

5. Обчисліть відносну молекулярну масу метану CH4.

6. Обчисліть відносну молекулярну масу сульфур діоксиду SO2.

7.*Порівняйте, що більше – маса трьох молекул кисню O2 чи однієї молекули сульфітної кислоти H2SO3.

8.* Порівняйте, що більше – маса двох молекул етилену C2H4 чи трьох молекул води.

9.* Порівняйте, що менше – маса трьох молекул вуглекислого газу CO2 чи трьох молекул пропену C3H6.

10.* Порівняйте, що менше – маса молекули ортофосфорної кислоти H3PO4 чи двох молекул нітритної кислоти HNO2.

7 клас

Масова частка елемента у складній речовині

Масова частка елемента в речовині — це фізична величина, що визначається відношенням маси, яка припадає на елемент, до маси всієї речовини.
Масова частка позначається W (читається дубль-ве) і виражається у частках одиниці або у відсотках. Спосіб обчислення полягає у знаходженні частини від цілого за формулою:

де W — масова частка елемента;

А_r — відносна атомна маса елемента (Е);

n — кількість атомів елемента (Е) у формулі;

М_r — відносна молекулярна або формульна маса речовини.
Відносна молекулярна (або формульна) маса речовини позначається Мr. Це безрозмірна величина, яка дорівнює сумі відносних атомних мас хімічних елементів, що входять до складу цієї речовини з урахуванням її формули. Масова частка елемента в речовині — це також безрозмірна фізична величина, що дорівнює відношенню маси елемента до загальної маси речовини.
Знаючи масову частку елемента, можна визначити його масу в будь-якій масі речовини і за масовими частками елементів визначити формулу речовини.

1. Обчисли відносну молекулярну (формульну) масу таких речовин: озону O₃, магній оксиду MgO, соди Ма₂СO₃.2. Молекула сахарози складається з 12 атомів Карбону, 22 атомів Гідрогену й 11 атомів Оксигену. Напиши формулу сахарози й обчисли її відносну молекулярну масу.
3. Формульна маса гашеного вапна Са(OН)₂ становить
(а) 3,7;     (б) 37;     (в) 7,4;     (г) 74.
4. Обчисли масові частки елементів у мінералі піриті FеS2 (вважати, що домішки відсутні).
5. В якому оксиді — SO₂ чи SO₃ — масова частка Оксигену більша? Розв'яжи усно, а відповідь підтвердь розрахунком.
6. Яку масу заліза можна добути з червоного залізняку масою 2 т, якщо масова частка Fе₂O₃ становить 70 % (можливими втратами знехтувати)?
7. Відносна молекулярна маса ортофосфатної кислоти Н₃РO₄ дорівнює(а) 98 а.о.м.;   (б) 98 г;   (в) 98;   (г)98кг.
8. Абсолютна молекулярна маса карбон(ІV) оксиду дорівнює
(а) 44 а.о.м.;   (б) 44 г;   (в) 44;   (г)44кг.
9. У сульфатній кислоті Н2SO4 масові частки елементів становлять
(а) Н — 2,0 %;    S — 32,7 %;    O — 65,3 %;
(б) Н — 10 %;    S — 17 %;      O — 73 %;
(в) Н — 65,3%;   S — 32,7%;    О — 2,0%;
(г) Н — 2;       S —1;           O — 4.
10*. Відносна молекулярна маса оксиду елемента першої групи періодичної системи дорівнює 94. Визнач елемент, запиши його символ і назву.
11*. Виведи формулу речовини, якщо відомо, що масова частка Карбону в ній становить 75 %, а Гідрогену — 25 %.
12*. Виведи формулу речовини, у складі якої масова частка Кальцію дорівнює 0,4, Карбону — 0,12, Оксигену — 0,48.
13*. Склади на свій розсуд пряму й обернену задачі для розрахунків за формулою Сr₂O₃ та розв'яжи їх.

Обчислення масової частки елемента

Задача 1.
а) Малахіт — крихкий мінерал зеленого кольору, має формулу CuCO3(OH)2. Його вважають російським каменем, оскільки слава його почалась із 1635 р. після відкриття уральських малахітових рудників, які сьогодні майже повністю вичерпані. Визначте масову частку всіх елементів у цій сполуці.
б) Смарагд — камінь зеленого кольору, має формулу Be3Al2(SiO3)6. У смарагдову чашу, за біблейською легендою, зібрали кров Христа. Римський імператор Нерон через смарагдовий монокль спостерігав палаючий Рим. Визначте масову частку всіх елементів у цій сполуці.
Задача 2. Порівняйте масову частку Оксигену в малахіті та в смарагді.
Задача 3.
а) Бірюза має блакитний колір завдяки наявності в цій сполуці йонів Купруму. Бірюза хімічно нестійка: поглинає вологу, всмоктує жири, «боїться» сонця, взаємодіє з вуглекислим газом, набуваючи зеленого кольору. Камінчик масою 208 г містить 16 г атомів Купруму. Обчислить масову частку Купруму в бірюзі.
б) Рубін, який у Стародавній Індії називали царем коштовних каменів,— різновид мінералу корунду (Al2O3). Його червоний колір зумовлюють домішки атомів Хрому. Кристал рубіну масою 167 г містить 15 г атомів Хрому. Обчисліть масову частку Хрому в цьому кристалі.

Обчислення маси елемента за відомою масовою часткою

Задача 1.
а) Гематит — напівкоштовний камінь із кольором від чорного до червоного, відомий ще в Стародавньому Єгипті. Масова частка Феруму в ньому становить 0,7. Обчисліть масу Феруму
в камінчику гематиту масою 50 г.
б) Зелений колір смарагдів зумовлений наявністю в них домішок елемента Хрому з масовою часткою 0,14 %. Найбільшим з необроблених смарагдів вважається смарагд знайдений в Україні (Волинь) у 1970 р. Його маса становить 5360 г. Обчисліть масу атомів Хрому в цьому кристалі.
Задача 2.
а) Мінерал сильвін, що має хімічну формулу KСl, використовують як калійне добриво. Обчисліть масу атомів Калію, що міститься в 50 г сильвіну.
б) Гірський кришталь — це кристалічний, прозорий, безкольоровий кварц із хімічною формулою SiO2. У Стародавній Греції вважали, що це закам’яніла кришталева вода, яка зовсім утратила тепло. Яка маса атомів Силіцію міститься в кристалі гірського кришталю масою 200 г.

Обчислення маси сполуки за відомою масовою часткою елемента

1. Сапфіри синього кольору здавна були «королівськими каменями» — символами мудрості, влади, перемоги. Це різновид корунду з масовою часткою Алюмінію 52,9 % та домішками Ти-
тану й Феруму. Обчисліть масу кристала сапфіру, в якому міститься 5,4 г атомів Алюмінію.
2. Мармур, вапняк, кальцит і крейда є різновидами сполуки з хімічною формулою CaCO3. Визначте, у якій масі цієї сполуки міститься 120 г атомів Карбону.

Визначення формул речовин за даними про масові частки елементів (за бажанням)

1) Мінерал пірит є рудою, з якої отримують залізо. Він містить 47 % Феруму і 53 % Сульфуру. Відносна формульна маса піриту дорівнює 120. Визначте формулу піриту.

Розв’язання

Якщо відома масова частка одного елемента і відносна формульна маса, то можна визначити кількість атомів за формулою:
Масова частка елемента у складній речовині

n(Fe) =47 * 120 *100% / 56 = 1
n(S) = 53 * 120* 100% / 32 = 2

Відповідь: формула піриту FeS2.

2) Визначте формулу гематиту — сполуки Феруму з Оксигеном, у якому масова частка Феруму становить 70 %.

Розв’язання

Якщо відома масова частка одного елемента, то можна визначити відносну молекулярну масу речовини:
Масова частка елемента у складній речовині

Якщо в молекулі міститься один атом Феруму, тоді відносна молекулярна маса дорівнює:
Mr = 1 56
На частку Оксигену припадає маса, що дорівнює 80 − 56 = 24. Це відповідає півтора атомам Оксигену. Півтора атома в молекулі міститися не можуть. Відповідно, якщо в молекулі міститься два атоми Феруму, то:
Mr = 2 56

У цьому випадку на частку Оксигену припадає маса 160 − 2 ⋅ 56 = 48. Це відповідає трьом атомам Оксигену. Відповідно формула сполуки — Fe2O3.

Задачі для самостійного розв'язання

1. Визначте формулу етану, якщо відомо, що у його складі міститься 80 % Карбону і 20 % Гідрогену. Його відносна молекулярна маса дорівнює 30.

2. Визначте формулу сполуки Сульфуру з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 50 %.

3. Визначте формулу корунду — сполуки Алюмінію з Оксигеном, у якому масова частка Оксигену становить 47 %.

Самостійна робота

Завдання 1. (8 балів)

Запишіть інформацію, яку можна визначити за хімічною формулою речовини.

Приклади формул:

CaC2, NO2, Li2O, PH3, BaCl2, FeCl2, FeCl3, PbCl2, Na2O, NO2, N2O5, NH3, BaBr2, AlI3, CaCl2, As2O5, Na2SO4, H2SO4, NaOH, KOH, KMnO4, KClO3, Na2CO3, BaSO4, H3PO4, K3PO4, K2Cr2O7, AgNO3, H2SiO3, Na2ZnO2, Ba3(PO4)2, Al2(SO4)3, Ca3(PO4)2, Al2(CO3)3, Al2(SO3)3, Ca(NO3)2, Ba(NO2)2, Mg(NO3)2, Al(PO3)3, Mg(PO3)2, Al2(SiO3)3, Cr2(SO4)3, Cr(OH)2, Al(OH)3.

Завдання 2. Приклади завдань (на вибір):

І рівень (+2 бали)

1. Обчисліть, що важче: 5 молекул чадного газу CO чи 2 молекули сірчистого газу SO2.

2. У якій із цих сполук — Cl2O3 чи Cl2O7 — масова частка Хлору менша?

3. У якій із цих сполук — CO2 чи SO2 — масова частка Оксигену більша?

4. У якій із цих сполук — P2O5 чи P2O3 — масова частка Фосфору менша?

5. Формула глюкози C6H12O6, формула сахарози C12H22O11. У якій речовині масова частка Оксигену більша?

6. Ферум утворює з Оксигеном сполуки FеO, Fe2O3, Fe3O4. Визначте, у якій сполуці масова частка Феруму найбільша.

7. Масова частка Гідрогену у воді становить 11 %. Яка маса атомів Гідрогену міститься у воді масою 100 г?

8. Масова частка Ауруму в ювелірному золоті становить 0,583. Обчисліть масу атомів Ауруму, що міститься в золотому ланцюжку масою 3,5 г.

9. Масова частка Купруму в сполуці з Оксигеном становить 0,8. Обчисліть масу атомів Купруму в цій сполуці масою 200 г.

10. Обчисліть масу кристала певної сполуки, у якому міститься 80 г атомів Оксигену, якщо масова частка Оксигену в ній становить 48 %.

II рівень (+4 бали)

1. Обчисліть масу атомів Гідрогену, що містяться в амоніаку NH3 масою 10 г.

2. Маса води на Землі оцінюється такою, що приблизно дорівнює 1,451018 т. Обчисліть, яка маса атомів Гідрогену й Оксигену міститься в цій масі води.

3. Обчисліть масу атомів Оксигену, які містяться в одній склянці води (200 г).

4. Обчисліть масу атомів Сульфуру, що міститься в 50 г сульфатної кислоти, яка має формулу H2SO4.

5. Визначте, у якій масі глюкози, що має формулу C6H12O6 міститься 16 г атомів Оксигену.

6. Обчисліть масу атомів Натрію, що міститься в 20 г питної соди, яка має формулу NaHCO3.

7. Визначте формулу сполуки, якщо відомо що у її складі міститься Магній з масовою часткою 60 % і Оксиген з масовою часткою 40 %, а відносна формульна маса дорівнює 40.

8. Визначте формулу сполуки, якщо відомо, що у її складі міститься Кальцій, Карбон і Оксиген з масовими частками 40 %, 12 %, 48 % відповідно, а відносна формульна маса сполуки дорівнює 100.

9. Визначте формулу сполуки Сульфуру з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 60 %.

10. Визначте формулу сполуки Карбону з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 72 %.