Контрольні запитання
1. У який спосіб можна визначити кількісний склад речовин? За хімічною формулою. За хімічною формулою можна визначити співвідношення мас атомів різних хімічних елементів у речовині і обчислити масову частку елемента в речовині.
2. Як обчислюється масова частка елемента в речовині? Наведіть формулу для її обчислення. Її обчислюють як відношення атомної маси даного елемента з урахуванням числа його атомів у молекулі до відносної молекулярної маси речовини:
де w(E) — масова частка хімічного елемента E, виражена в частках одиниці;
n — число атомів елемента E, позначене індексом у формулі сполуки;
Ar — відносна атомна маса елемента E;
Mr — відносна молекулярна маса речовини.
3. Який фізичний зміст має масова частка елемента в речовині? Фізичний зміст масової частки полягає в тому, що вона показує масу атомів даного елемента в 100 г речовини.
4. Виберіть правильні твердження:
а) за хімічною формулою можна дізнатися, які хімічні елементи містяться у складі речовини;
б) за хімічною формулою можна дізнатися співвідношення атомів різних елементів у речовині;
в) за хімічною формулою можна дізнатися, скільки атомів кожного елемента міститься у складі молекули речовини;
г) за хімічною формулою можна дізнатися форму молекули речовини.
Відповідь: а),б),в)
5. Виберіть правильну відповідь. Масова частка елемента в речовині показує:
а) у скільки разів маса одного атома більша за масу молекули;
б) масу атомів даного хімічного елемента в 100 г речовини;
в) відношення маси атомів даного хімічного елемента до молекулярної маси;
г) скільки атомів кожного елемента міститься у складі молекули.
Відповідь: б)
Завдання для засвоєння матеріалу
Вправа 1. Обчисліть масові частки всіх елементів у сполуках із такими хімічними формулами:
а) NO2;
Mr(NO2) = Ar(N)+2•Ar(O)=14+2•16=46
w(N)= Ar(N)/Mr(NO2)=14:46=0,304, або 30,4%
Масову частку Оксигену можна знайти так:
w(О)=1-ω(N)=1-0,304=0,696, або 69,6%
або так:
w(О)=100%-ω(N)=100%-30,4%=69,6%
чи так:
w(О)=2•Ar(О)/Mr(NO2)=2•16:46=0,696
Відповідь: w(N)=0,304, або 30,4%; w(О)=0,696, або 69,6%
б) PbCl2;
Mr(PbCl2)=Ar(Pb)+2•Ar(Cl)=207+2•35,5=278
w(Pb)=Ar(Pb)/Mr(PbCl2)=207:278=0,745, або 74,5%
w(Cl)=1-w(Pb)=1-0,745=0,255, або 25,5%
Відповідь: w(Pb)=0,745, або 74,5%; w(Cl)=0,255, або 25,5%
в) Na2CO3;
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106
w(Na)=2•Ar(Na)/Mr(Na2CO3)=2•23:106=0,434, або 43,4%
w(C)=Ar(C)/Mr(Na2CO3)=12:106=0,113, або 11,3%
w(O)=1-w(Na)-w(C)=1-0,434-0,113=0,453, або 45,3%
Відповідь: w(Na)=0,434, або 43,4%; w(C)=0,113, або 11,3%,
w(O)=0,453, або 45,3%
г) H2SO4;
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98
w(H)=2•Ar(H)/Mr(H2SO4)=2•1:98=0,02, або 2%
w(S)=Ar(S)/Mr(H2SO4)=32:98=0,327, або 32,7%
w(O)=1-w(H)-w(S)=1-0,02-0,327=0,653, або 65,3%
Відповідь: w(H)=0,02, або 2%; w(S)=0,327, або 32,7%,
w(O)=0,653, або 65,3%
д) Ba3(PO4)2.
Mr(Ba3(PO4)2)=3•Ar(Ba)+2•Ar(P)+8•Ar(O)=3•137+2•31+8•16=601
w(Ba)=3•Ar(Ba)/Mr(Ba3(PO4)2)=3•137:601=0,684, або 68,4%
w(P)=2•Ar(P)/Mr(Ba2(PO4)2)=2•31:601=0,103, або 10,3%
w(O)=1-w(Ba)-w(P)=1-0,684-0,103=0,213, або 21,3%
Відповідь: w(Ba)=0,684, або 68,4%; w(S)=0,103, або 10,3%,
w(O)=0,213, або 21,3%
Вправа 2. Формула глюкози C6H12O6, формула сахарози C12H22O11. У якій речовині масова частка Оксигену більша?
Обчислимо відносні молекулярні маси глюкози і сахарози:
Mr(С6Н12O6)=6•Ar(С)+12•Ar(Н)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16=180
Mr(С12Н22O11)=12•Ar(С)+22•Ar(Н)+11•Ar(O)=12•22+22•1+11•16=342
w1(О)=6•Ar(О)/Mr(С6Н12О6)=6•16:180=0,533, або 53,3%
w2(О)=11•Ar(О)/Mr(С12Н22О11)=11•16:342=0,515, або 51,5%
51,5% <53,3%
Відповідь: масова частка Оксигену більша у глюкозі.
Вправа 3. Обчисліть масу атомів Гідрогену, що містяться в амоніаку NH3 масою 10 г.
Дано: m(NH3)=10 г
Знайти: m(H)-?
Розв’язання:
І спосіб
1. Обчислимо масову частку Гідрогену в амоніаку NH3:
Mr(NH3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17
w(H)=3•Ar(H)/Mr(NH3)=3•1:17=0,176, або 17,6%
2. Масова частка елемента показує частину маси речовини, що припадає на цей елемент. Обчислимо масу атомів Гідрогену у воді масою 10 г:
m(H)=w(Н)•m(NH3)=0,176•10 г=1,76 г
ІІ спосіб
1. Обчислимо масову частку Гідрогену в амоніаку NH3:
Mr(NH3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17
w(H)=3•Ar(H)/Mr(NH3)=3•1:17=0,176, або 17,6%
2. Масова частка показує масу атомів даного елементу в 100 г речовини.
У 100 г речовини міститься 17,6 г Гідрогену,
у 10 г речовини ― х г Гідрогену
100 г / 10 г = 17,6 г / х г
х г • 100 г = 17,6 г • 10 г
х = 17,6 г • 10 г : 100 г
х = 1,76 г
Відповідь: m(H)=1,76 г
Вправа 4. Маса води на Землі оцінюється такою, що приблизно дорівнює 1,45•1018 тонн. Обчисліть, яка маса атомів Гідрогену й Оксигену міститься в цій масі води.
Дано: m(H2O)=1,45•1018 т
Знайти: m(H)-?, m(O)-?
Розв’язання:
І спосіб
Обчислимо масову частку Гідрогену і Оксигену у воді:
Mr(H2О)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18
w(H)=2•Ar(H)/Mr(H2О)=2•1:18=0,111, або 11,1%
w(О)=Ar(О)/Mr(H2О)=16:18=0,889, або 88,9%
Масова частка елемента показує частину маси речовини, що припадає на цей елемент. Обчислимо масу атомів Гідрогену та Оксигену у воді масою 1,45•1018 т:
m(H)=w(Н)•m(H2О)=0,111•1,45•1018 т≈0,161•1018 т=1,61•1017 т
m(О)=w(О)•m(H2О)=0,889•1,45•1018 т≈1,29•1018 т
ІІ спосіб
Обчислимо масову частку Гідрогену і Оксигену у воді:
Mr(H2О)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18
w(H)=2•Ar(H)/Mr(H2О)=2•1:18=0,111, або 11,1%
w(О)=Ar(О)/Mr(H2О)=16:18=0,889, або 88,9%
Масова частка показує масу атомів даного елемента в 100 г речовини.
У 100 г води міститься 11,1 г Гідрогену,
у 1,45•1024 г води ― х г Гідрогену
100 г / 1,45•1024 т = 11,1 г / х г
х г • 100 г = 1,45•1024 г • 11,1 г
х = 1,45•1024 т • 11,1 г : 100 г
х = 0,161•1024 г=1,61•1023 г=1,61•1017 т
У 100 г води міститься 88,9 г Оксигену,
у 1,45•1024 г води - х г Оксигену
100 г / 1,45•1024 г = 88,9 г / х г
х г • 100 г = 1,45•1024 г • 88,9 г
х = 1,45•1024 г • 88,9 г : 100 г
х = 1,29•1024 г=1,29•1018 т
Відповідь: m(H)=1,61•1017 т, m(О)=1,29•1018 т