Formula ng ani ng produkto ng kemikal na reaksyon. Dapat alam ng bawat mag-aaral kung paano hanapin ang masa ng isang sangkap. Pagkalkula ng masa ng isang sangkap sa isang solusyon batay sa mass fraction nito

Aralin #20. Mga problema sa pagkalkula tulad ng "Pagpapasiya ng ani ng produkto ng reaksyon bilang isang porsyento ng teoretikal."

Ang salitang "labas" ay lilitaw sa pahayag ng problema. Ang teoretikal na ani ng produkto ay palaging mas mataas kaysa sa praktikal.

Ang mga konseptong "theoretical mass o volume, practical mass o volume" ay maaari lamang gamitin para sa mga sangkap ng produkto.

Ang porsyento ng ani ng produkto ay tinutukoy ng letrang h (eta) at sinusukat sa mga porsyento o fraction.

m praktikal x100%

h = m teoretikal

V praktikal x100%

h = V teoretikal

m praktikal (MgSO4) = 5.5 g

_____________________

M(Mg) = 24 g/mol

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

ν(Mg) = 1.2 g / 24(g/mol) = 0.05 mol

mtheor (MgSO4) = M(MgSO4) νtheor (MgSO4) =

120 g/mol 0.05 mol = 6 g

(MgSO4)=(5.5g ·100%)/6g=91.7%

Sagot: Ang ani ng magnesium sulfate ay 91.7% kumpara sa teoretikal

mga reaksyon.

1. Sumulat ng maikling pahayag ng problema

m(CaO) = 16.8 g

h =80% o 0.8

_________________

m praktikal (CaC2) = ?

2. Isulat natin ang UHR. Ayusin natin ang mga coefficient.

Sa ilalim ng mga formula (mula sa ibinigay) isinulat namin ang mga stoichiometric ratio na ipinapakita ng equation ng reaksyon.

3. Gamit ang PSHE, makikita natin ang molar mass ng mga may salungguhit na substance

M(CaO) = 40 + 16 = 56 g/mol

M(CaC2) = 40 + 2 12 = 64g/mol

4. Hanapin ang dami ng reagent substance gamit ang mga formula

ν(CaO)=16.8 (g) / 56 (g/mol) = 0.3 mol

5. Gamit ang UHR, kinakalkula namin ang teoretikal na dami ng sangkap (νtheor) at ang teoretikal na masa (mtheor) ng produkto ng reaksyon

6. Hanapin ang mass (volume) na bahagi ng ani ng produkto gamit ang formula

m praktikal (CaC2) = 0.8 19.2 g = 15.36 g

Sagot: m praktikal (CaC2) = 15.36 g

1. Sumulat ng maikling pahayag ng problema

Ibinigay: n. u.

Vm = 22.4 l/mol

Vpractical(CO2) = 28.56 l

h = 85% o 0.85

____________________

2. Hanapin ang molar mass ng mga substance gamit ang PSCE, kung kinakailangan

M (Na2CO3) = 2·23 + 12 + 3·16 = 106 g/mol

3. Kinakalkula namin ang theoretically nakuha na dami (mass) at ang halaga ng sangkap ng produkto ng reaksyon gamit ang mga formula:

Vtheoretical(CO2) =

28.56 l / 0.85 = 33.6 l

ν(CO2) = 33.6 (l) / 22.4 (l/mol) = 1.5 mol

4. Isulat natin ang UHR. Ayusin natin ang mga coefficient.

Sa ilalim ng mga formula (mula sa ibinigay) isinulat namin ang mga stoichiometric ratio na ipinapakita ng equation ng reaksyon.

5. Hanapin ang dami ng reagent substance gamit ang chemical reaction method

Kaya naman

ν(Na2CO3) = ν(CO2) = 1.5 mol

5. Tukuyin ang mass (volume) ng reagent gamit ang formula:

V = ν Vm m = ν M m(Na2CO3) = 106 g/mol 1.5 mol = 159 g

Ang unang uri ng problema ay ang masa (volume) ng panimulang sangkap at ang masa (volume) ng produkto ng reaksyon ay kilala. Kinakailangang matukoy ang ani ng produkto ng reaksyon sa %.

Problema 1. Kapag ang magnesium na tumitimbang ng 1.2 g ay tumugon sa isang solusyon ng sulfuric acid, isang asin na tumitimbang ng 5.5 g ay nakuha.

Ang pangalawang uri ng problema - Ang masa (volume) ng panimulang sangkap (reagent) at ang ani (sa%) ng produkto ng reaksyon ay kilala. Kinakailangang hanapin ang praktikal na masa (volume) ng produkto mga reaksyon.

Suliranin 2. Kalkulahin ang masa ng calcium carbide na nabuo sa pamamagitan ng pagkilos ng karbon sa calcium oxide na tumitimbang ng 16.8 g, kung ang ani ay 80%.

Ikatlong uri ng mga problema – Ang masa (volume) ng halos nakuhang sangkap at ang ani ng produktong ito ng reaksyon ay kilala. Kinakailangang kalkulahin ang masa (volume) ng panimulang sangkap.

Problema 3. Ang sodium carbonate ay tumutugon sa hydrochloric acid. Kalkulahin kung anong masa ng sodium carbonate ang dapat kunin upang makakuha ng carbon monoxide (IV) na may volume na 28.56 liters (n.s.). Ang praktikal na ani ng produkto ay 85%.

No. 1. Kapag ang sodium ay tumugon sa isang halaga ng 0.5 mol ng sangkap na may tubig, nakuha ang hydrogen na may dami ng 4.2 litro. Kalkulahin ang praktikal na ani ng gas (%).

No. 2. Ginagawa ang Chromium metal sa pamamagitan ng pagbabawas ng oxide Cr2O3 nito gamit ang aluminum metal. Kalkulahin ang masa ng chromium na maaaring makuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng oxide nito na tumitimbang ng 228 g, kung ang praktikal na ani ng chromium ay 95%.

Ang unang uri ng problema ay ang masa (volume) ng panimulang sangkap at ang masa (volume) ng produkto ng reaksyon ay kilala. Kinakailangang matukoy ang ani ng produkto ng reaksyon sa %.

Problema 1. Kapag ang magnesium na tumitimbang ng 1.2 g ay tumugon sa isang solusyon ng sulfuric acid, isang asin na tumitimbang ng 5.5 g ay nakuha.

Ang pangalawang uri ng problema - Ang masa (volume) ng panimulang sangkap (reagent) at ang ani (sa%) ng produkto ng reaksyon ay kilala. Kinakailangang hanapin ang praktikal na masa (volume) ng produkto mga reaksyon.

Suliranin 2. Kalkulahin ang masa ng calcium carbide na nabuo sa pamamagitan ng pagkilos ng karbon sa calcium oxide na tumitimbang ng 16.8 g, kung ang ani ay 80%.

Ikatlong uri ng mga problema – Ang masa (volume) ng halos nakuhang sangkap at ang ani ng produktong ito ng reaksyon ay kilala. Kinakailangang kalkulahin ang masa (volume) ng panimulang sangkap.

Problema 3. Ang sodium carbonate ay tumutugon sa hydrochloric acid. Kalkulahin kung anong masa ng sodium carbonate ang dapat kunin upang makakuha ng carbon monoxide (IV) na may volume na 28.56 liters (n.s.). Ang praktikal na ani ng produkto ay 85%.

No. 1. Kapag ang sodium ay tumugon sa isang halaga ng 0.5 mol ng sangkap na may tubig, nakuha ang hydrogen na may dami ng 4.2 litro. Kalkulahin ang praktikal na ani ng gas (%).

No. 2. Ginagawa ang Chromium metal sa pamamagitan ng pagbabawas ng oxide Cr2O3 nito gamit ang aluminum metal. Kalkulahin ang masa ng chromium na maaaring makuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng oxide nito na tumitimbang ng 228 g, kung ang praktikal na ani ng chromium ay 95%.

No. 3. Tukuyin kung anong masa ng buhangin ang tutugon sa concentrated sulfuric acid upang makagawa ng sulfur (IV) oxide na may volume na 3 liters (no.) kung ang yield ng sulfur (IV) oxide ay 90%.

No. 4. Ang isang solusyon na naglalaman ng sodium phosphate na tumitimbang ng 4.1 g ay idinagdag sa isang solusyon na naglalaman ng calcium chloride na tumitimbang ng 4.1 g.

Labis at kakulangan ng mga reagents

Ang mga proporsyonal na dami at masa ng mga tumutugon na sangkap ay hindi palaging kinukuha. Kadalasan ang isa sa mga reagents para sa isang reaksyon ay kinuha mula sa sobra, at ang isa pa – kasama kawalan. Obviously, kung sa reaksyon 2H 2 + O 2 = 2H 2 O upang makatanggap 2 mol H 2 O huwag mong kunin 1 mol O 2 At 2 mol H 2, A 2 mol H 2 At 2 mol O 2, Iyon 1 mol O 2 hindi magre-react at mananatiling sobra.

Ang pagpapasiya ng isang reagent na kinuha nang labis (halimbawa, B) ay isinasagawa ayon sa mga hindi pagkakapantay-pantay: nA/a< n общ.В /b = (n B + n изб.В)/b , Saan n kabuuan.V– kabuuang (kinuha nang labis) dami ng sangkap, n B– ang dami ng sangkap na kinakailangan para sa reaksyon, i.e. stoichiometric, At n g.V– labis (hindi tumutugon) na dami ng sangkap SA, at n kabuuang B = n B + n labis na B.

Dahil sa ang katunayan na ang labis na halaga ng reagent SA ay hindi tutugon, ang pagkalkula ng mga resultang dami ng mga produkto ay dapat lamang isagawa sa pamamagitan ng dami ng reagent, kinuha sa maikling supply.

Praktikal na ani

Teoretikal na dami n teoretikal ay ang dami ng produkto ng reaksyon na nakuha alinsunod sa pagkalkula gamit ang equation ng reaksyon. Gayunpaman, sa ilalim ng mga partikular na kondisyon ng reaksyon, maaaring mangyari na mas kaunting produkto ang nagagawa kaysa sa inaasahan mula sa equation ng reaksyon; tawagin natin itong dami praktikal na dami n ave.

Praktikal na ani ng produkto ay tinatawag na ratio ng praktikal na dami ng produkto SA(talagang nakuha) sa teoretikal (kinakalkula mula sa equation ng reaksyon). Ang praktikal na ani ng produkto ay ipinahiwatig bilang ŋ B: ŋ В = n pr.В /n teoretikal.В(Ang mga expression para sa masa ng anumang produkto at ang dami ng isang gas na produkto ay may katulad na anyo).

Ang praktikal na ani ng produkto ay ipinakita bilang isang bahagi ng isa o ng 100%.

Sa pagsasanay madalas ŋ B< 1 (100 %) dahil sa katotohanan na n ave.< n теор. Kung nasa perpektong kondisyon n pr. = n teoretikal, pagkatapos ay ang output ay nagiging kumpleto, iyon ay ŋ B = 1 (100%); madalas itong tinatawag teoretikal na output.

Mass fraction ng isang substance sa isang mixture. Kadalisayan ng sangkap

Mas madalas, upang magsagawa ng mga reaksyon, hindi sila kumukuha ng mga indibidwal na sangkap, ngunit pinaghalong mga ito, kabilang ang mga natural - mineral at ores. Ang nilalaman ng bawat sangkap sa isang timpla ay ipinahayag ng mass fraction nito.

Mass ratio ng isang substance ( m B) sa masa ng pinaghalong ( m cm) ay pinangalanan mass fraction ng substance B (w B) sa pinaghalong: w B = m B / m cm.

Ang mass fraction ng isang substance sa isang mixture ay isang fraction ng isa o 100%.

Ang kabuuan ng mga mass fraction ng lahat ng mga sangkap sa pinaghalong ay katumbas ng 1 (100 %).

Sa isang pinaghalong nahaharap tayo sa dalawang uri ng mga sangkap - pangunahing sangkap At mga dumi. Pangunahing sangkap ang pangalan ay ang sangkap (B) na nasa pangunahing dami sa pinaghalong; lahat ng iba pang mga sangkap ay tinatawag mga dumi, at ang halaga w V isinasaalang-alang ang antas ng kadalisayan ng pangunahing sangkap.

Halimbawa, natural calcium carbonate– limestone– maaaring maglaman 82% CaCO 3 . Sa madaling salita, 82 % katumbas ng antas ng kadalisayan ng limestone CaCO3. Sa iba't-ibang mga dumi (buhangin, silicates, atbp.) binibilang tatok in 18 %.

Sa mineral, ores, mineral, bato, i.e. Ang mga likas na compound at mga produktong pang-industriya ay laging naglalaman ng mga impurities.

Ang antas ng paglilinis ng mga kemikal na reagents ay maaaring mag-iba. Batay sa pagbawas sa porsyento ng mga impurities, ang mga sumusunod na uri ng reagents ay husay na nakikilala: “pure”, “teknikal”, “chemically pure”, “analytically pure”, “extra pure”. Halimbawa, 99, 999 % pangunahing sangkap (H2SO4) naglalaman ng "chemically pure" sulfuric acid. Samakatuwid, sa sulfuric acid lamang 0.001% impurities.

website, kapag kumukopya ng materyal nang buo o bahagi, kinakailangan ang isang link sa pinagmulan.

Lagda

Ang salitang "labas" ay lilitaw sa pahayag ng problema. Ang teoretikal na ani ng produkto ay palaging mas mataas kaysa sa praktikal.

Mga konsepto "theoretical mass o volume, praktikal na masa o volume" maaaring gamitin para lamang sa mga sangkap-produkto.

Ang porsyento ng ani ng produkto ay ipinahiwatig ng liham

(eta), sinusukat bilang isang porsyento o fraction.

Ang quantitative output ay maaari ding gamitin para sa mga kalkulasyon:

Unang uri ng mga gawain – Ang masa (volume) ng panimulang sangkap at ang masa (volume) ng produkto ng reaksyon ay kilala. Kinakailangan upang matukoy ang ani ng produkto ng reaksyon sa %.

Problema 1. Kapag ang magnesium na tumitimbang ng 1.2 g ay tumugon sa isang solusyon ng sulfuric acid, isang asin na tumitimbang ng 5.5 g ay nakuha.

Pangalawang uri ng mga gawain – Ang masa (volume) ng panimulang sangkap (reagent) at ang ani (sa%) ng produkto ng reaksyon ay kilala. Kinakailangang hanapin ang praktikal na masa (volume) ng produkto ng reaksyon.

Suliranin 2. Kalkulahin ang masa ng calcium carbide na nabuo sa pamamagitan ng pagkilos ng karbon sa calcium oxide na tumitimbang ng 16.8 g, kung ang ani ay 80%.

Ikatlong uri ng mga gawain– Ang mass (volume) ng halos nakuhang substance at ang yield ng reaction product na ito ay kilala. Kinakailangang kalkulahin ang masa (volume) ng panimulang sangkap.

Problema 3. Ang sodium carbonate ay tumutugon sa hydrochloric acid. Kalkulahin kung anong masa ng sodium carbonate ang kailangang kunin upang makagawa ng carbon monoxide ( IV) na may volume na 28.56 l (n.u.). Ang praktikal na ani ng produkto ay 85%.

SOLUSYON NG MGA PROBLEMA

№1.

№3.

Tukuyin kung anong mass ng tanso ang tutugon sa concentrated sulfuric acid upang makagawa ng sulfur (IV) oxide na may volume na 3 liters (n.s.), kung ang yield ng sulfur (IV) oxide ay 90%.

Mga pamamaraan para sa paglutas ng mga problema sa kimika

Kapag nilutas ang mga problema, dapat kang magabayan ng ilang simpleng mga patakaran:

1. Basahing mabuti ang mga kondisyon ng gawain;
2. Isulat kung ano ang ibinigay;
3. I-convert, kung kinakailangan, ang mga yunit ng pisikal na dami sa mga yunit ng SI (pinahihintulutan ang ilang mga non-system unit, halimbawa mga litro);
4. Isulat, kung kinakailangan, ang equation ng reaksyon at ayusin ang mga coefficient;
5. Lutasin ang isang problema gamit ang konsepto ng dami ng isang substance, at hindi ang paraan ng pagguhit ng mga proporsyon;
6. Isulat ang sagot.

Upang matagumpay na maghanda para sa kimika, dapat mong maingat na isaalang-alang ang mga solusyon sa mga problemang ibinigay sa teksto, at lutasin din ang isang sapat na bilang ng mga ito sa iyong sarili. Nasa proseso ng paglutas ng mga problema na ang mga pangunahing teoretikal na prinsipyo ng kursong kimika ay mapapalakas. Ito ay kinakailangan upang malutas ang mga problema sa buong panahon ng pag-aaral ng kimika at paghahanda para sa pagsusulit.

Maaari mong gamitin ang mga problema sa pahinang ito, o maaari mong i-download ang isang mahusay na koleksyon ng mga problema at pagsasanay na may solusyon sa karaniwan at kumplikadong mga problema (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova): download.

Nunal, molar mass

Ang molar mass ay ang ratio ng mass ng isang substance sa dami ng substance, i.e.

M(x) = m(x)/ν(x), (1)

kung saan ang M(x) ay ang molar mass ng substance X, ang m(x) ay ang mass ng substance X, ν(x) ay ang halaga ng substance X. Ang SI unit ng molar mass ay kg/mol, ngunit ang unit g Karaniwang ginagamit ang /mol. Yunit ng masa – g, kg. Ang SI unit para sa dami ng isang substance ay ang nunal.

Anuman nalutas ang problema sa kimika sa pamamagitan ng dami ng sangkap. Kailangan mong tandaan ang pangunahing formula:

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

kung saan ang V(x) ay ang volume ng substance X(l), ang V m ay ang molar volume ng gas (l/mol), ang N ay ang bilang ng mga particle, ang N A ay ang Avogadro's constant.

1. Tukuyin ang masa sodium iodide NaI dami ng substance 0.6 mol.

Ibinigay: ν(NaI)= 0.6 mol.

Hanapin: m(NaI) =?

Solusyon. Ang molar mass ng sodium iodide ay:

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

Tukuyin ang masa ng NaI:

m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0.6 150 = 90 g.

2. Tukuyin ang dami ng sangkap atomic boron na nasa sodium tetraborate Na 2 B 4 O 7 na tumitimbang ng 40.4 g.

Ibinigay: m(Na 2 B 4 O 7) = 40.4 g.

Hanapin: ν(B)=?

Solusyon. Ang molar mass ng sodium tetraborate ay 202 g/mol. Tukuyin ang dami ng substance Na 2 B 4 O 7:

ν(Na 2 B 4 O 7) = m(Na 2 B 4 O 7)/ M(Na 2 B 4 O 7) = 40.4/202 = 0.2 mol.

Alalahanin na ang 1 mole ng sodium tetraborate molecule ay naglalaman ng 2 moles ng sodium atoms, 4 moles ng boron atoms at 7 moles ng oxygen atoms (tingnan ang sodium tetraborate formula). Kung gayon ang dami ng atomic boron substance ay katumbas ng: ν(B) = 4 ν (Na 2 B 4 O 7) = 4 0.2 = 0.8 mol.

Mga kalkulasyon gamit ang mga formula ng kemikal. Mass fraction.

Ang mass fraction ng isang substance ay ang ratio ng mass ng isang naibigay na substance sa isang system sa mass ng buong system, i.e. ω(X) =m(X)/m, kung saan ang ω(X) ay ang mass fraction ng substance X, ang m(X) ay ang masa ng substance X, ang m ay ang masa ng buong system. Ang mass fraction ay isang walang sukat na dami. Ito ay ipinahayag bilang isang fraction ng isang yunit o bilang isang porsyento. Halimbawa, ang mass fraction ng atomic oxygen ay 0.42, o 42%, i.e. ω(O)=0.42. Ang mass fraction ng atomic chlorine sa sodium chloride ay 0.607, o 60.7%, i.e. ω(Cl)=0.607.

3. Tukuyin ang mass fraction tubig ng crystallization sa barium chloride dihydrate BaCl 2 2H 2 O.

Solusyon: Ang molar mass ng BaCl 2 2H 2 O ay:

M(BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35.5 + 2 18 = 244 g/mol

Mula sa formula na BaCl 2 2H 2 O sumusunod na ang 1 mol ng barium chloride dihydrate ay naglalaman ng 2 mol ng H 2 O. Mula dito matutukoy natin ang masa ng tubig na nilalaman ng BaCl 2 2H 2 O:

m(H 2 O) = 2 18 = 36 g.

Nahanap namin ang mass fraction ng tubig ng crystallization sa barium chloride dihydrate BaCl 2 2H 2 O.

ω(H 2 O) = m(H 2 O)/ m(BaCl 2 2H 2 O) = 36/244 = 0.1475 = 14.75%.

4. Ang pilak na tumitimbang ng 5.4 g ay nahiwalay sa isang sample ng bato na tumitimbang ng 25 g na naglalaman ng mineral argentite na Ag 2 S. Tukuyin ang mass fraction argentite sa sample.

Ibinigay: m(Ag)=5.4 g; m = 25 g.

Hanapin: ω(Ag 2 S) =?

Solusyon: tinutukoy namin ang dami ng silver substance na matatagpuan sa argentite: ν(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5.4/108 = 0.05 mol.

Mula sa formula Ag 2 S sumusunod na ang halaga ng argentite substance ay kalahati ng halaga ng silver substance. Tukuyin ang dami ng argentite substance:

ν(Ag 2 S)= 0.5 ν(Ag) = 0.5 0.05 = 0.025 mol

Kinakalkula namin ang masa ng argentite:

m(Ag 2 S) = ν(Ag 2 S) М(Ag 2 S) = 0.025 248 = 6.2 g.

Ngayon ay tinutukoy namin ang mass fraction ng argentite sa isang sample ng bato na tumitimbang ng 25 g.

ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S)/ m = 6.2/25 = 0.248 = 24.8%.

Pagkuha ng mga compound formula

5. Tukuyin ang pinakasimpleng formula ng tambalan potasa na may mangganeso at oxygen, kung ang mga mass fraction ng mga elemento sa sangkap na ito ay 24.7, 34.8 at 40.5%, ayon sa pagkakabanggit.

Ibinigay: ω(K) =24.7%; ω(Mn) =34.8%; ω(O) =40.5%.

Hanapin: formula ng tambalan.

Solusyon: para sa mga kalkulasyon pinili namin ang masa ng tambalan na katumbas ng 100 g, i.e. m=100 g Ang masa ng potassium, manganese at oxygen ay magiging:

m (K) = m ω(K); m (K) = 100 0.247 = 24.7 g;

m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) =100 0.348=34.8 g;

m (O) = m ω(O); m(O) = 100 0.405 = 40.5 g.

Tinutukoy namin ang dami ng mga atomic na sangkap na potasa, mangganeso at oxygen:

ν(K)= m(K)/ M(K) = 24.7/39= 0.63 mol

ν(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34.8/ 55 = 0.63 mol

ν(O)= m(O)/ M(O) = 40.5/16 = 2.5 mol

Nahanap namin ang ratio ng mga dami ng mga sangkap:

ν(K) : ν(Mn): ν(O) = 0.63: 0.63: 2.5.

Ang paghahati sa kanang bahagi ng pagkakapantay-pantay sa isang mas maliit na numero (0.63) ay nakukuha natin:

ν(K): ν(Mn): ν(O) = 1: 1: 4.

Samakatuwid, ang pinakasimpleng formula para sa tambalan ay KMnO 4.

6. Ang pagkasunog ng 1.3 g ng isang sangkap ay gumawa ng 4.4 g ng carbon monoxide (IV) at 0.9 g ng tubig. Hanapin ang molecular formula substance kung ang hydrogen density nito ay 39.

Ibinigay: m(in-va) =1.3 g; m(CO 2)=4.4 g; m(H 2 O) = 0.9 g; D H2 =39.

Hanapin: pormula ng isang sangkap.

Solusyon: Ipagpalagay natin na ang sangkap na hinahanap natin ay naglalaman ng carbon, hydrogen at oxygen, dahil sa panahon ng pagkasunog nito, nabuo ang CO 2 at H 2 O Pagkatapos ay kinakailangan upang mahanap ang mga halaga ng mga sangkap ng CO 2 at H 2 O upang matukoy ang mga halaga ng atomic carbon, hydrogen at oxygen na mga sangkap.

ν(CO 2) = m(CO 2)/ M(CO 2) = 4.4/44 = 0.1 mol;

ν(H 2 O) = m(H 2 O)/ M(H 2 O) = 0.9/18 = 0.05 mol.

Tinutukoy namin ang dami ng atomic carbon at hydrogen substance:

ν(C)= ν(CO 2); ν(C)=0.1 mol;

ν(H)= 2 ν(H 2 O); ν(H) = 2 0.05 = 0.1 mol.

Samakatuwid, ang masa ng carbon at hydrogen ay magiging pantay:

m(C) = ν(C) M(C) = 0.1 12 = 1.2 g;

m(N) = ν(N) M(N) = 0.1 1 =0.1 g.

Tinutukoy namin ang husay na komposisyon ng sangkap:

m(in-va) = m(C) + m(H) = 1.2 + 0.1 = 1.3 g.

Dahil dito, ang sangkap ay binubuo lamang ng carbon at hydrogen (tingnan ang pahayag ng problema). Alamin natin ngayon ang bigat ng molekular nito batay sa ibinigay na kondisyon mga gawain hydrogen density ng isang sangkap.

M(v-va) = 2 D H2 = 2 39 = 78 g/mol.

ν(С) : ν(Н) = 0.1: 0.1

Ang paghahati sa kanang bahagi ng pagkakapantay-pantay sa numerong 0.1, nakukuha natin:

ν(С): ν(Н) = 1: 1

Kunin natin ang bilang ng mga atomo ng carbon (o hydrogen) bilang "x", pagkatapos, ang pagpaparami ng "x" ng mga atomic na masa ng carbon at hydrogen at itinutumbas ang kabuuan na ito sa molecular mass ng substance, malulutas natin ang equation:

12x + x = 78. Kaya x = 6. Samakatuwid, ang formula ng substance ay C 6 H 6 - benzene.

Dami ng molar ng mga gas. Mga batas ng ideal na gas. Fraction ng volume.

Ang dami ng molar ng isang gas ay katumbas ng ratio ng dami ng gas sa dami ng sangkap ng gas na ito, i.e.

V m = V(X)/ ν(x),

kung saan ang V m ay ang dami ng molar ng gas - isang pare-parehong halaga para sa anumang gas sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon; V(X) – dami ng gas X; Ang ν(x) ay ang dami ng gas substance X. Ang molar volume ng mga gas sa ilalim ng normal na kondisyon (normal pressure pH = 101,325 Pa ≈ 101.3 kPa at temperatura Tn = 273.15 K ≈ 273 K) ay V m = 22.4 l /mol.

Sa mga kalkulasyon na kinasasangkutan ng mga gas, kadalasang kinakailangan na lumipat mula sa mga kundisyong ito patungo sa mga normal o kabaliktaran. Sa kasong ito, maginhawang gamitin ang formula na sumusunod mula sa pinagsamang batas ng gas ng Boyle-Mariotte at Gay-Lussac:

──── = ─── (3)

Kung saan ang p ay presyon; V - dami; T - temperatura sa sukat ng Kelvin; ang index na "n" ay nagpapahiwatig ng mga normal na kondisyon.

Ang komposisyon ng mga pinaghalong gas ay madalas na ipinahayag gamit ang volume fraction - ang ratio ng dami ng isang naibigay na bahagi sa kabuuang dami ng system, i.e.

kung saan ang φ(X) ay ang volume fraction ng component X; V(X) – dami ng bahagi X; Ang V ay ang volume ng system. Ang volume fraction ay isang walang sukat na dami; ito ay ipinahayag sa mga fraction ng isang yunit o bilang isang porsyento.

7. Alin dami ay kukuha sa temperatura na 20 o C at isang presyon ng 250 kPa ammonia na tumitimbang ng 51 g?

Ibinigay: m(NH 3)=51 g; p=250 kPa; t=20 o C.

Hanapin: V(NH 3) =?

Solusyon: matukoy ang dami ng ammonia substance:

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

Ang dami ng ammonia sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay:

V(NH 3) = V m ν(NH 3) = 22.4 3 = 67.2 l.

Gamit ang formula (3), binabawasan namin ang volume ng ammonia sa mga kundisyong ito [temperatura T = (273 +20) K = 293 K]:

p n TV n (NH 3) 101.3 293 67.2

V(NH 3) =──────── = ───────── = 29.2 l.

8. Tukuyin dami, na sasakupin sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng isang halo ng gas na naglalaman ng hydrogen, na tumitimbang ng 1.4 g, at nitrogen, na tumitimbang ng 5.6 g.

Ibinigay: m(N 2)=5.6 g; m(H 2)=1.4; Well.

Hanapin: V(mixtures)=?

Solusyon: hanapin ang dami ng hydrogen at nitrogen substance:

ν(N 2) = m(N 2)/ M(N 2) = 5.6/28 = 0.2 mol

ν(H 2) = m(H 2)/ M(H 2) = 1.4/2 = 0.7 mol

Dahil sa ilalim ng normal na mga kondisyon ang mga gas na ito ay hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ang dami ng pinaghalong gas ay magiging katumbas ng kabuuan ng mga volume ng mga gas, i.e.

V(mga halo)=V(N 2) + V(H 2)=V m ν(N 2) + V m ν(H 2) = 22.4 0.2 + 22.4 0.7 = 20.16 l.

Mga kalkulasyon gamit ang mga kemikal na equation

Ang mga kalkulasyon gamit ang mga chemical equation (stoichiometric calculations) ay batay sa batas ng konserbasyon ng masa ng mga sangkap. Gayunpaman, sa mga totoong proseso ng kemikal, dahil sa hindi kumpletong reaksyon at iba't ibang pagkawala ng mga sangkap, ang masa ng mga resultang produkto ay madalas na mas mababa kaysa sa dapat mabuo alinsunod sa batas ng konserbasyon ng masa ng mga sangkap. Ang ani ng produkto ng reaksyon (o mass fraction ng ani) ay ang ratio, na ipinahayag bilang isang porsyento, ng masa ng aktwal na nakuha na produkto sa masa nito, na dapat mabuo alinsunod sa teoretikal na pagkalkula, i.e.

η = /m(X) (4)

Kung saan ang η ay ang ani ng produkto, %; Ang m p (X) ay ang masa ng produktong X na nakuha sa totoong proseso; m(X) – kinakalkula ang masa ng substance X.

Sa mga gawaing iyon kung saan hindi tinukoy ang ani ng produkto, ipinapalagay na ito ay quantitative (teoretikal), i.e. η=100%.

9. Gaano karaming posporus ang kailangang sunugin? upang makatanggap phosphorus (V) oxide na tumitimbang ng 7.1 g?

Ibinigay: m(P 2 O 5) = 7.1 g.

Hanapin: m(P) =?

Solusyon: isinulat namin ang equation para sa combustion reaction ng phosphorus at ayusin ang stoichiometric coefficients.

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

Tukuyin ang dami ng substance P 2 O 5 na nagreresulta sa reaksyon.

ν(P 2 O 5) = m(P 2 O 5)/ M(P 2 O 5) = 7.1/142 = 0.05 mol.

Mula sa equation ng reaksyon ay sumusunod na ν(P 2 O 5) = 2 ν(P), samakatuwid, ang halaga ng phosphorus na kinakailangan sa reaksyon ay katumbas ng:

ν(P 2 O 5)= 2 ν(P) = 2 0.05= 0.1 mol.

Mula dito nakita natin ang masa ng posporus:

m(P) = ν(P) M(P) = 0.1 31 = 3.1 g.

10. Ang Magnesium na tumitimbang ng 6 g at zinc na tumitimbang ng 6.5 g ay natunaw sa labis na hydrochloric acid. Anong volume hydrogen, sinusukat sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, mamumukod-tangi sabay sabay?

Ibinigay: m(Mg)=6 g; m(Zn)=6.5 g; Well.

Hanapin: V(H 2) =?

Solusyon: isinulat namin ang mga equation ng reaksyon para sa pakikipag-ugnayan ng magnesium at zinc sa hydrochloric acid at ayusin ang mga stoichiometric coefficient.

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2

Tinutukoy namin ang dami ng magnesium at zinc substance na tumutugon sa hydrochloric acid.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg) = 6/24 = 0.25 mol

ν(Zn) = m(Zn)/ M(Zn) = 6.5/65 = 0.1 mol.

Mula sa mga equation ng reaksyon ay sumusunod na ang mga halaga ng metal at hydrogen substance ay pantay, i.e. ν(Mg) = ν(H 2); ν(Zn) = ν(H 2), tinutukoy namin ang dami ng hydrogen na nagreresulta mula sa dalawang reaksyon:

ν(H 2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0.25 + 0.1 = 0.35 mol.

Kinakalkula namin ang dami ng hydrogen na inilabas bilang resulta ng reaksyon:

V(H 2) = V m ν(H 2) = 22.4 0.35 = 7.84 l.

11. Kapag ang dami ng 2.8 litro ng hydrogen sulfide (normal na kondisyon) ay naipasa sa isang labis na solusyon ng tanso (II) sulfate, nabuo ang isang precipitate na tumitimbang ng 11.4 g. Tukuyin ang labasan produkto ng reaksyon.

Ibinigay: V(H 2 S)=2.8 l; m(sediment)= 11.4 g; Well.

Hanapin: η =?

Solusyon: isinulat namin ang equation para sa reaksyon sa pagitan ng hydrogen sulfide at tanso (II) sulfate.

H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓+ H 2 SO 4

Tinutukoy namin ang dami ng hydrogen sulfide na kasangkot sa reaksyon.

ν(H 2 S) = V(H 2 S) / V m = 2.8/22.4 = 0.125 mol.

Mula sa equation ng reaksyon ay sumusunod na ν(H 2 S) = ν(СuS) = 0.125 mol. Nangangahulugan ito na mahahanap natin ang teoretikal na masa ng CuS.

m(СuS) = ν(СuS) М(СuS) = 0.125 96 = 12 g.

Ngayon tinutukoy namin ang ani ng produkto gamit ang formula (4):

η = /m(X)= 11.4 100/ 12 = 95%.

12. Alin timbang Ang ammonium chloride ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng hydrogen chloride na tumitimbang ng 7.3 g sa ammonia na tumitimbang ng 5.1 g? Aling gas ang mananatiling labis? Tukuyin ang masa ng labis.

Ibinigay: m(HCl)=7.3 g; m(NH 3)=5.1 g.

Hanapin: m(NH 4 Cl) =? m(labis) =?

Solusyon: isulat ang equation ng reaksyon.

HCl + NH 3 = NH 4 Cl

Ang gawaing ito ay tungkol sa "labis" at "kakulangan". Kinakalkula namin ang mga halaga ng hydrogen chloride at ammonia at tinutukoy kung aling gas ang labis.

ν(HCl) = m(HCl)/ M(HCl) = 7.3/36.5 = 0.2 mol;

ν(NH 3) = m(NH 3)/ M(NH 3) = 5.1/ 17 = 0.3 mol.

Ang ammonia ay labis, kaya kinakalkula namin batay sa kakulangan, i.e. para sa hydrogen chloride. Mula sa equation ng reaksyon ay sumusunod na ν(HCl) = ν(NH 4 Cl) = 0.2 mol. Tukuyin ang masa ng ammonium chloride.

m(NH 4 Cl) = ν(NH 4 Cl) М(NH 4 Cl) = 0.2 53.5 = 10.7 g.

Natukoy namin na ang ammonia ay labis (sa mga tuntunin ng dami ng sangkap, ang labis ay 0.1 mol). Kalkulahin natin ang masa ng labis na ammonia.

m(NH 3) = ν(NH 3) M(NH 3) = 0.1 17 = 1.7 g.

13. Ang teknikal na calcium carbide na tumitimbang ng 20 g ay ginagamot ng labis na tubig, pagkuha ng acetylene, na, kapag dumaan sa labis na tubig ng bromine, nabuo ang 1,1,2,2-tetrabromoethane na tumitimbang ng 86.5 g mass fraction CaC 2 sa teknikal na karbida.

Ibinigay: m = 20 g; m(C 2 H 2 Br 4) = 86.5 g.

Hanapin: ω(CaC 2) =?

Solusyon: isinulat namin ang mga equation para sa pakikipag-ugnayan ng calcium carbide sa tubig at acetylene na may bromine na tubig at ayusin ang stoichiometric coefficients.

CaC 2 +2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2

C 2 H 2 +2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4

Hanapin ang dami ng tetrabromoethane.

ν(C 2 H 2 Br 4) = m(C 2 H 2 Br 4)/ M(C 2 H 2 Br 4) = 86.5/ 346 = 0.25 mol.

Mula sa mga equation ng reaksyon ay sumusunod na ν(C 2 H 2 Br 4) = ν(C 2 H 2) = ν(CaC 2) = 0.25 mol. Mula dito mahahanap natin ang masa ng purong calcium carbide (walang mga impurities).

m(CaC 2) = ν(CaC 2) M(CaC 2) = 0.25 64 = 16 g.

Tinutukoy namin ang mass fraction ng CaC 2 sa teknikal na karbid.

ω(CaC 2) =m(CaC 2)/m = 16/20 = 0.8 = 80%.

Mga solusyon. Mass fraction ng bahagi ng solusyon

14. Ang sulfur na tumitimbang ng 1.8 g ay natunaw sa benzene na may dami na 170 ml. Ang density ng benzene ay 0.88 g/ml. Tukuyin mass fraction sulfur sa solusyon.

Ibinigay: V(C 6 H 6) = 170 ml; m(S) = 1.8 g; ρ(C 6 C 6) = 0.88 g/ml.

Hanapin: ω(S) =?

Solusyon: upang mahanap ang mass fraction ng asupre sa isang solusyon, kinakailangan upang kalkulahin ang masa ng solusyon. Tukuyin ang masa ng benzene.

m(C 6 C 6) = ρ(C 6 C 6) V(C 6 H 6) = 0.88 170 = 149.6 g.

Hanapin ang kabuuang masa ng solusyon.

m(solusyon) = m(C 6 C 6) + m(S) = 149.6 + 1.8 = 151.4 g.

Kalkulahin natin ang mass fraction ng asupre.

ω(S) =m(S)/m=1.8 /151.4 = 0.0119 = 1.19%.

15. Ang iron sulfate FeSO 4 7H 2 O na tumitimbang ng 3.5 g ay natunaw sa tubig na tumitimbang ng 40 g mass fraction ng iron (II) sulfate sa resultang solusyon.

Ibinigay: m(H 2 O)=40 g; m(FeSO 4 7H 2 O) = 3.5 g.

Hanapin: ω(FeSO 4) =?

Solusyon: hanapin ang masa ng FeSO 4 na nasa FeSO 4 7H 2 O. Upang gawin ito, kalkulahin ang dami ng sangkap na FeSO 4 7H 2 O.

ν(FeSO 4 7H 2 O)=m(FeSO 4 7H 2 O)/M(FeSO 4 7H 2 O)=3.5/278=0.0125 mol

Mula sa formula ng iron sulfate sumusunod na ν(FeSO 4) = ν(FeSO 4 7H 2 O) = 0.0125 mol. Kalkulahin natin ang masa ng FeSO 4:

m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0.0125 152 = 1.91 g.

Isinasaalang-alang na ang masa ng solusyon ay binubuo ng masa ng iron sulfate (3.5 g) at ang masa ng tubig (40 g), kinakalkula namin ang mass fraction ng ferrous sulfate sa solusyon.

ω(FeSO 4) =m(FeSO 4)/m=1.91 /43.5 = 0.044 =4.4%.

Mga problema upang malutas nang nakapag-iisa

1. Ang 50 g ng methyl iodide sa hexane ay nalantad sa sodium metal, at 1.12 litro ng gas ang inilabas, na sinusukat sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Tukuyin ang mass fraction ng methyl iodide sa solusyon. Sagot: 28,4%.
2. Ang ilang alkohol ay na-oxidized upang bumuo ng isang monocarboxylic acid. Kapag nasunog ang 13.2 g ng acid na ito, nakuha ang carbon dioxide, ang kumpletong neutralisasyon na nangangailangan ng 192 ml ng KOH solution na may mass fraction na 28%. Ang density ng KOH solution ay 1.25 g/ml. Tukuyin ang formula ng alkohol. Sagot: butanol.
3. Ang gas na nakuha sa pamamagitan ng pag-react sa 9.52 g ng tanso na may 50 ml ng 81% nitric acid solution na may density na 1.45 g/ml ay dumaan sa 150 ml ng 20% ​​NaOH solution na may density na 1.22 g/ml. Tukuyin ang mga mass fraction ng mga dissolved substance. Sagot: 12.5% ​​​​NaOH; 6.48% NaNO 3 ; 5.26% NaNO2.
4. Tukuyin ang dami ng mga gas na inilabas sa panahon ng pagsabog ng 10 g ng nitroglycerin. Sagot: 7.15 l.
5. Ang isang sample ng organikong bagay na tumitimbang ng 4.3 g ay sinunog sa oxygen. Ang mga produkto ng reaksyon ay carbon monoxide (IV) na may volume na 6.72 l (normal na kondisyon) at tubig na may masa na 6.3 g Ang densidad ng singaw ng panimulang sangkap na may kinalaman sa hydrogen ay 43. Tukuyin ang formula ng sangkap. Sagot: C 6 H 14.

Algorithm VII. Pagpapasiya ng mass o volume fraction ng reaction product yield (in%) mula sa theoretically possible

Suliranin VII.1.

Suliranin VII.2.

Suliranin VII.3.

Mga problema para sa malayang solusyon.

Suliranin VII.4. Anong masa ng propyl alcohol ang kailangang ma-oxidized upang makakuha ng 13.92 g ng propionaldehyde, kung ang yield ng huli ay 80% ng theoretically possible?

Suliranin VII.5. Ang gas na nabuo sa pamamagitan ng pag-init ng 29.95 ml ng saturated monohydric alcohol na may puro sulfuric acid ay nagdaragdag ng 8.96 litro ng hydrogen sa pagkakaroon ng isang katalista. Tukuyin ang molecular formula ng orihinal na alkohol kung ang carbon yield ay 90% ng theoretical

Suliranin VII.6. Ang isang paraan para sa paggawa ng acetic acid ay ang catalytic oxidation ng butane. Anong mass ng acetic acid solution na may konsentrasyon na 90% ang maaaring makuha sa pamamagitan ng oxidation ng 100 liters ng butane kung ang yield ng target na produkto ay 65%?

Suliranin VII.7. Kapag ang hydrogenating ethylene na may dami na 20 liters (n.s.), 18 liters ng ethane ang nakuha. Kalkulahin ang volume fraction ng ethane yield

Suliranin VII.8. Sa pamamagitan ng pagpasa ng 7 litro ng ethylene na may hydrogen sa isang pinainit na katalista, nakuha ang 6 na litro ng ethane. Kalkulahin ang volume fraction (%) ng theoretical ethane yield. Ang dami ng gas ay sinusukat sa mga kondisyon ng kapaligiran.

Suliranin VII.9. Kalkulahin ang mass fraction sa % ng benzene yield mula sa theoretically possible, kung alam na 10 g ng benzene ay nakuha mula sa 11.2 liters ng acetylene (n.s.)

Suliranin VII.10. Sa laboratoryo, 220 g ng nitrobenzene ay nakuha mula sa 156 g ng benzene sa panahon ng isang reaksyon ng nitration. Ano ang ani ng nitrobenzene (%) mula sa theoretically possible?