Урок 29. Основные расчетные понятия

Задачи по химии являются превосходной «гимнастикой» для ума, поскольку позволяют ученику развивать логическое мышление, составлять и реализовывать план решения задачи, а параллельно повторять те или иные разделы химической науки. Все задачи, которые предлагаются для решения, можно разделить на две группы:

задачи, которые решаются по стандартной формуле;
задачи, которые решаются по уравнению реакции.

Многие задачи содержат и то и другое. Поэтому сначала нужно изучить уроки 29, 30, 31, а затем переходить к решению более сложных заданий.

В начале каждого урока рассматривается, КАК решать задачи, и рассматривается подробно ход решения её и образец оформления решения. Такие задачи обозначены как Задача 1, далее идёт сквозная нумерация их: всего задач 35.

В конце каждого урока даны задачи для самостоятельного решения, для них также предусмотрена сквозная нумерация: всего задач 97. Почти все эти задачи «распределены» по урокам Самоучителя так, чтобы, изучая какую-либо тему, вы могли бы закрепить материал, решая задачи и выполняя упражнения. В случае затруднений найдите эту задачу среди задач для самостоятельного решения, а потом посмотрите, как решаются такие задачи.

Рассмотрим сначала основные расчётные понятия.

Как известно, количества реагирующих простых и сложных веществ и смесей обычно измеряют в граммах, литрах, миллилитрах. Данные в этих случаях записывают так:

Однако при расчётах по уравнениям реакций этих расчётных понятий оказывается недостаточно. Дело в том, что в каждой химической реакции участвуют определённые частицы (атомы, молекулы, ионы), масса которых, естественно, различна. И поэтому даже для простейших химических реакций типа:

нельзя утверждать, что 1 г углерода полностью прореагирует с 1 г кислорода. Посмотрите в таблицу Менделеева: атомные массы этих химических элементов разные! Каким же образом выполняется расчёт по химическим уравнениям?

Поскольку в химических реакциях участвуют частицы (молекулы, атомы, ионы), то основным расчётным понятием является моль — величина, при помощи которой можно определить число частиц.

1 моль любого вещества содержит 6 · 10²³ частиц (молекул, атомов, ионов).

Например:

1 моль Аl содержит 6 · 10²³ атомов алюминия;
1 моль НСl содержит 6 · 10²³ молекул хлороводорода.

Число молей (ν) реагирующих веществ определяют по коэффициентам в уравнении химической реакции:

Задание 29.1. Расставьте коэффициенты и подпишите под химическими формулами число молей реагирующих веществ:

Каким образом можно определить массу или объём реагирующих веществ, зная их количества (в молях)?

Для определения массы используют величину «молярная масса»:

где М — молярная масса, г/моль; m — масса, г; ν — количество вещества, моль*.

* ν — греческая буква «ню», которую не следует путать с латинской v.

Молярная масса равна массе вещества количеством 1 моль.

То есть молярная масса это масса всех 6 · 10²³ молекул (атомов, ионов). Молярная масса (М) совпадает по величине с относительной атомной (А_r) или молекулярной (М_r) массой вещества, которые легко определяются по таблице Менделеева.

Так, относительная атомная масса (А_r) химического элемента указана в таблице Менделеева:

Это безразмерная величина.

Задание 29.2. Определите по таблице Менделеева:

Относительная молекулярная масса (М_r) вещества равна сумме относительных атомных масс атомов всех элементов, входящих в состав этого вещества. При подсчёте значения относительных атомных масс их рекомендуется округлять (обычно до целых чисел):