2.9 Вывод химических формул

2.9. Вывод химических формул. Расчеты по химическим формулам и уравнениям

В химической практике нередко возникает и обратная задача – установление формулы по массовым долям элементов, входящих в его состав. Прежде чем рассматривать методику решения задач такого типа, следует познакомиться с понятием эмпирическая формула вещества. Все те формулы веществ, которые показывают качественный и количественный состав молекул, называются молекулярными формулами.

Эмпирическая формула любого вещества – это формула, которая выражает простейшее целочисленное отношение атомов элементов, содержащихся в данном веществе.

Эмпирические формулы иногда называют также простейшими формулами.

Для вывода эмпирической формулы вещества достаточно знать его количественный состав (массовые доли элементов).

Для нахождения молекулярной (или истинной) формулы вещества необходимо, кроме состава вещества, знать его молекулярную массу. Она может быть приведена в условии задачи или ее можно рассчитать по имеющимся в условии данным.

Большинство задач в курсе химии связано с расчетами по химическим уравнениям. Если в условии задачи даются массы или объемы двух исходных веществ, то начинать решение этой задачи следует с выяснения того, какое исходное вещество дано в избытке, а какое – в недостатке.

Достаточно часто при протекании химических реакций происходят «потери» веществ или имеет место неполное превращение исходных веществ в продукты реакции, в результате чего практически образующаяся масса (объем) того или иного продукта реакции оказывается меньше, чем теоретически рассчитанная по уравнению реакции. В этом случае говорят о практическом выходе, или просто выходе продукта реакции, который обозначается греческой буквой  η (эта):

Если в условии задачи выход продукта реакции не указан, предполагается, что реакция протекает количественно, т.е. согласно стехиометрическим расчетам.

Вывод химической формулы вещества:	Вычисление молярной массы вещества	Задачи для самостоятельного решения
- на основании массовых долей (%) атомов элементов	М , где n - число атомов	Определить химическую формулу соединения, имеющего состав: натрий – 27,06%; азот – 16,47 %; кислород – 57,47%. Ответ: NaNO3
- на основании массовых долей (%) атомов элементов и плотности соединения	М (CхНу) = D(Н2) ·М (Н2)	Относительная плотность паров органического кислородсодержащего соединения по кислороду равна 3, 125. Массовая доля углерода равна 72%, водорода – 12 %. Выведите молекулярную формулу этого соединения.Ответ:C6H12О
- по плотности вещества в газообразном состоянии	М (в-ва) = ρ · М (газообр. в-ва)	Относительная плотность паров предельного альдегида по кислороду равна 1,8125. Выведите молекулярную формулу альдегида. Ответ: C3Н6О
- на основании массовых долей (%) атомов элементов и массе соединения	М находится по соотношению, или M	Углеводород содержит 81,82 % углерода. Масса 1 л. этого углеводорода (н.у.) составляет 1,964 г. Найдите молекулярную формулу углеводорода. Ответ: C3Н8
- по массе или объёму исходного вещества и продуктам горения	М (в-ва)=Vm·ρ	Относительная плотность паров кислородсодержащего органического соединения по гелию равна 25,5. При сжигании 15,3 г. этого вещества образовалось 20,16 л. СО2 и 18,9 г. Н2О. Выведите молекулярную формулу этого вещества.Ответ: C6H14О

УПРАЖНЕНИЯ

1.    

_____________________________________________________________

2.    

_____________________________________________________________

3.    

________________________________________________________

4.    

5.    

_______________________________________________________________

6.    

_______________________________________________________________

Массовая доля кислорода в одноосновной аминокислоте равна 42,67%. Установите молекулярную формулу кислоты.

Дано: w (О) = 42,67%	Решение: Рассчитать молярную массу кислоты CnН2n (N Н2) CОOH w (О) =  M кислоты  = 75 (г/моль) Найти число атомов углерода в молекуле кислоты и установить её формулу М = 12 n + 2 n + 16 + 45 =75 14 n = 14, n = 1 Ответ: формула кислоты NН2CН2CОOH М (NН2CН2 CОOH) = 75 г/моль
Вывести формулу соединения  CnН2n (N Н2) CОOH

7.      

_____________________________________________________________

ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1.     Относительная плотность углеводорода по водороду, имеющего состав: w(С) = 85,7 %; w (Н) = 14,3 %, равна 21. Выведите молекулярную формулу углеводорода.

2.     Определите молекулярную формулу алкана, если известно, что его пары в 2,5 раза тяжелее аргона.

3.     Массовая доля углерода в соединении равна 39,97 %, водорода 6, 73 %, кислорода 53,30 %. Масса 300 мл. (н.у.) этого соединения равна 2,41 г. Выведите молекулярную формулу этого вещества.

4.     Какова молекулярная формула углеводорода, имеющего плотность 1,97 г/л, если при сгорании 4,4 г. его в кислороде образовалось 6,72 л. СО2 и 7,2 г. Н2О.

5.     Соединение содержит 62,8% S и 37,2% F. Масса 118 мл данного соединения при 70 и 98,64 КПа равна 0,51 г. Вывести формулу соединения.

6.     Определите эмпирическую формулу соединения алюминия с углеродом, в котором массовая доля алюминия равна 75%.

7.     Определите эмпирическую формулу соединения, в состав которого входят калий (массовая доля 24,7%), марганец (массовая доля 34,8%) и кислород (массовая доля 40,5%).

8.     Вещество содержит азот (массовая доля 82,36%) и водород. Молярная масса его равна 17 г/моль. Найдите молекулярную формулу этого вещества.

9.     Молекулярная масса вещества 34. Состав вещества: 5,9%  Н, 94,1%  О. Установите его молекулярную формулу.

10.                        Газообразное вещество содержит 85,7% углерода и 14,3% водорода. Плотность этого вещества по водороду равна 14. Какова молекулярная формула вещества.