Консультації з хімії

Консультації>>>Хімія

Вивід хімічних формул

1) Знаходження хімічної формули речовини за масовими частками елементів

Задача. Елементний склад речовини: масова частка елемента заліза 0.7241 (або 72.41%), масова частка кисню 0.2759 (або 27.59%). Виведіть хімічку формулу.

Рішення. 1) Знаходимо відношення числа атомів

Fe:O=72.41/56=27.59/16 = 1.29:1.72

2) Менше число беремо за одиницю і знаходимо слідуюче віднощення:

Fe:О = 1: 1.33

3) Так як повинно бути ціле число атомів то, це відношення приводимо до цілих чисел:

Fe : О = 3 : 3.99 = 3:4

Відповідь. Хімічна формула даної речовини Fe₃O_4.

2) Знаходження хімічної формули по відношенню мас елементів, що входять до складу речовини

Задача . Знайдіть хімічну формулу речовини, до складу якої входить 9 мас. ч. алюмінія і 8 мас. ч. кисню.

Al : О = 9/27 : 8/16 = 0.33:0.5 = 0.99: 1.5 = 2:3

Відповідь. Хімічна формула даної речовини Al₂O₃

3) Знаходження хімічної формули за масовими частками елементів якщо вказана густина і відносна густина даної речовини в газоподібному стані.

Задача 1.

Експерементально встановлено, що елементний склад газоподібної речовини слідуючий: масова частка водню 0.1429 (або 14.29%). Маса одного літра цього газу при нормальних умовах складає 1,25 г. Знайдіть хімічну формулу даної речовини.

Рішення. 1) Знаходимо відношення числа атомів елементів:

С : Н = 85.71 / 12 : 14.29 / 1 = 7.14 : 14.29 = 1 : 2

Отже найпростіша формула цього газу СН₂.

2) Знаходимо молярну масу за цією формулою М(СН₂) = 12+2=14 г/моль. Але відношення кількості атомів 1:2 відповідає багато формул, наприклад С₂Н₄ , С ₃Н₆ и т.і.

3) Щоб з'ясувати яка з цих формул відповідає даному газу, знаходимо молярну масу по густині:

М = V * r = 22.4 * 1.25 = 28

M= 28 г/моль

Так як близька по чисельному значенню молярнамаса, дорівнює 28 грам, відповідає лише формулі С₂Н₄, то вона є справжньою формулою цієї речовини

Задача 2. При згорянні 2.3 г речовини утворюється 4.4 г оксиду вуглецю (IV) й 2.7 г води. Густина парів цієї речовини за повітрям дорівнює 1.59. Визначте молекулярну формулу цієї речовини.

Рішення. Так як при згорянні даної речовини утворюється оксид вуглецю (IV) й вода , то з цього випливає, що до складу даної речовини входять вуглець і водень.

1) Знаходимо масу вуглецю:

М (СО₂) = 44 г/моль

44 г СО₂ містять 12 г С

4.4 г СО₂ - х

44 : 4.4 = 12 : х ; х₁ = 4.4 * 12 / 44 = 1.2 г С

2) Знаходимо масу водню:

М(Н₂О) = 18 г/ моль

18 г Н₂О содержат 2 г Н

2.7 г Н₂О - х₂

18:2.7 = 2 : х₂; х₂ = 2.7 * 2 / 18 = 0/3; х₂ = 0.3 г Н

3) Якщо в досліджуємій речовині міститься кисень, то його знаходять з різниці мас речовини і суми мас вуглецю і водню:

m(C) + m(H) = 1.2 г + 0.3 г = 1.5 г;

m(O) = 2.3 г – 1.5 г = 0.8 г

4) Знаходимо відношення кількості атомів елементів:

С:Н:О = 1.2 / 12 : 0.3 / 1 : 0.8 / 16 = 0.1 : 0.3 : 0.05 = 2:6:1

Отже найпростіша формула цієї речовини С₂Н₆О.

5) Знаходимо молярну масу цієї речовини за формулою і з густини її парів за повітрям:

М(С₂Н₆О) = 46 г /моль;

M = 29 D_пов = 29* 1.59 = 46.11;

Отже в даному випадку найпростіша формула С₂Н₆О є справжньою.

Одна задача – 6 способів розв'язку

Задача:

При спалюванні вуглеводню масою 8,6 г. було добуто 26,4 г. вуглекислого газу та 12,6 г. води. Густина за повітрям дорівнює 2,966. Знайти формулу вуглеводню.

Спосіб №1:

Дано: m(C_xH_y)=8,6 г. m(CO₂)=26,4 г. m(H₂O)=12,6 г. D_ПОВ=2,966	Розв’язок
	CO₂ n=1 моль M=44 г/моль m=44 г. 44 г. CO₂ містить 12 г. C, а 26,4 г. CO₂--------X г. С. X=(26,4*12)/44=7,2 г.	H₂O n=1 моль M=18 г/моль m=18 г. 18 г. H₂O містить 2 г. H, а 12,6 г. H₂O-----У г. H. У=(12,6*2)/18=1,4 г.
Знайти: С_xН_y
	C:H=7,2/12:1,4/1 C:H=6:14
Відповідь: C₆H₁₄

Спосіб №2:

8,6 г. 26,4 г. 12,6 г.

C_xH _y+ (X+Y/4)O₂® XCO₂+ Y / 2H₂O

n=1 моль n= х моль n=y/2 моль

M=44 г/моль M=18 г/моль

m=86 г. m=44x г. m=9y г.

D(за повітрям)={Mr(C_xH_y)}/{Mr(повітря)}

Mr(C_xH_y)=Mr(повітря)*D(за повітрям)

Mr=29*2,966=86

з 86 г. C_xH_yутворюється44x г. CO₂,

а з 8,6 г. C_xH_y -----------26,4 г. CO₂.

X=((86*26,4)/8,6)/44=6

з 86 г. C_xH_y утворюється9y г. H₂O,

а з 8,6 г. C_xH_y----------12,6 г. H₂O

Y=(86*12,6)/(8,6*9)=14

Відповідь: C₆H₁₄

Спосіб №3:

Mr(C_xH_y)=D(за повітрям) Mr(повітря)=2?966*29=86

8,6 30,4 26,4 12,6

AC_xH_y + BO₂ ®CCO₂ + ДH₂O

Згідно закону збереження маси речовини m(O₂)=(26,64+12,6)-8,6=30,4 Вносимо ці значення у рівняння реакції.

C_xH_y n(C_xH_y)=8,6/86=0,1 моль

n=1 моль n(CO₂)=26,4/44=0,6 моль

M=86 г/моль n(O₂)=30,4/32=0,95 моль

CO₂n(H₂O)=12,6/18=0,7 моль

n=1 моль

M=44 г/ моль 0,1C_xH_y+0,95O₂=0,6CO₂+0,7H₂O

O₂2C_xH_y+19O₂=12CO₂+14H₂O

n=1 моль 2x=12 2y=2*14

M=23 г/ моль x=6 y=14

H₂O

n=1 моль

M=18 г/ моль

Відповідь: C₆H₁₄

Спосіб №4:

8,6 г. 26,4 г.

C_xH_y+(X+Y/4)O₂®XCO₂+Y/2H₂O

Mr(C_xH_y)-D(за повітрям)*Mr(повітря)=

=2,966*29=86

Із (12x+y)г C_xH_yутворюється 44x г CO₂,

а із 8,6 C_xH_y – 26,4 г CO₂

(12x+y)/8,6=44x/26,4

12x+y=14,23x

y=2,23

12x+2,23x=86

x=6

y=14

Відповідь: C₆H₁₄

Спосіб №5:

26,4 г 12,6 г

C_xH_y+ O₂® CO₂+H₂O

n=1 моль n=1 моль

М=44 г/моль М=12,6/18

n=26,4/44= n=12,6/18=

=0,6 моль =0,7 моль

Приводимо до найменших цілих чисел

n(CO₂)=6 моль n(H₂O)=7 моль

Вносимо в рівняння реакції

C_xH_y+O₂®6CO₂+7H₂O

звідси

2C₆H₁₄+19O₂®14H₂O+12CO₂

Відповідь: C₆H₁₄

Спосіб №6:

Mr(C_xH_y)=D(за повытрям)*Mr(повытря)=2,966*29=86

CO₂C_xH_y H₂O

Mr=44 Mr=18

w(C)=12/44=0,27 w(C)=7,128/8,6=0,83 w(H)=2/18=0,11

m(C)=26,4*0,27=7,128 г. w(H)=1,386/8,6=0,16 m(H)=12,6*0,11=1,386 г.

X=86*0,83/12=6 Y=86*0,16=14

Відповідь: C₆H₁₄