Вправа 27
Обчисліть масові частки всіх хімічних елементів у сполуках:
a) NO2;
Обчислюємо відносну молекулярну масу сполуки:
Mr(NO2) = Ar(N)+2•Ar(O)=14+2•16=14+32=46
Обчислюємо масові частки хімічних елементів у сполуці.
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) РbСl2;
Обчислюємо відносну молекулярну масу сполуки:
Mr(PbCl2)=Ar(Pb)+2•Ar(Cl)=207+2•35,5=207+71=278
Обчислюємо масові частки хімічних елементів у сполуці.
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;
Обчислюємо відносну формульну масу сполуки:
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=46+12+48=106
Обчислюємо масові частки хімічних елементів у сполуці.
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;
Обчислюємо відносну молекулярну масу сполуки:
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=2+32+64=98
Обчислюємо масові частки хімічних елементів у сполуці.
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) Ва3(РO4)2.
Обчислюємо відносну формульну масу сполуки:
Mr(Ba3(PO4)2)=3•Ar(Ba)+2•Ar(P)+8•Ar(O)=3•137+2•31+8•16=411+62+128=601
Обчислюємо масові частки хімічних елементів у сполуці.
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 28
Хімічна формула глюкози — С6Н12O6, а сахарози — С12Н22О11. Обчисліть, у якій речовині масова частка Оксигену більша.
Обчислюємо відносні молекулярні маси глюкози і сахарози.
Mr(С6Н12O6)=6•Ar(С)+12•Ar(Н)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16=72+12+96=180
Mr(С12Н22O11)=12•Ar(С)+22•Ar(Н)+11•Ar(O)=12•22+22•1+11•16=264+22+176=342
Обчислюємо масові частки Оксигену в сполуках.
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 в глюкозі.
Вправа 29
Кварц — силіцій (ІV) оксид — використовують для виробництва скла. Обчисліть масову частку Силіцію у кварці.
Обчислюємо відносну молекулярні масу кварцу:
Mr(SiO2)=Ar(Si)+2•Ar(O)=28+2•16=28+32=60
Обчислюємо масову частку Силіцію у кварці:
w(Si)=Ar(Si)/Mr(SiO2)=28:60=0,467, або 46,7%
Відповідь: 46,7%.
Вправа 30
Амоніак — важлива речовина хімічної промисловості. Він є сировиною для одержання добрив, синтезу пластмас і штучних волокон, виготовлення розчинників, вибухівки, мийних засобів для очищення скла тощо. Різкий запах амоніаку здатний вивести людину зі стану непритомності, тому його застосовують для надання долікарської допомоги.
Обчисліть масу (г) атомів Гідрогену, що містяться в амоніаку NH3 масою 10 г.
Дано: m(NH3) = 10 г
Знайти: m(H)–?
Розв'язання
Обчислюємо відносну молекулярні масу амоніаку:
Mr(NH3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=114+3=7
Обчислюємо масову частку Гідрогену в амоніаку:
w(H)=3•Ar(H)/Mr(NH3)=3•1:17=0,176, або 17,6%
Обчислюємо масу атомів Гідрогену в амоніаку масою 10 г:
m(H)=w(H)• m(NH3)=0,176•10 г=1,76 г
Відповідь: m(H)=1,76 г.
Водний розчин амоніаку алхіміки назвали нашатирним спиртом.
Вправа 31
Систематична назва кухонної солі — натрій хлорид. Добова норма солі за рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) — 2 г. Обчисліть масу (г) йонів Натрію в зразку солі такої маси.
Дано: m(NaCl) = 2 г
Знайти: m(Na)–?
Розв'язання
Обчислюємо відносну формульну масу натрій хлориду:
Mr(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5
Обчислюємо масову частку йонів Натрію в натрій хлориді:
w(Na) = Ar(Na)/Mr(NaCl) = 23 : 58,5 = 0,393, або 39,3%
Обчислюємо масу йонів Натрію в натрій хлориді масою 2 г:
m(Na) = w(Na) • m(NaCl) = 0,393 • 2 г = 0,786 г
Відповідь: m(Na+)=0,786 г.
Вправа 32
Гематит — один із мінералів, який використовують для одержання заліза. Систематична назва його основного компонента — ферум (3+) оксид. Обчисліть масу (кг) атомів Феруму, що міститься в 1 тонні гематиту.
Дано: m(Fe2O3) = 1 т
Знайти: m(Fe)–?
Розв'язання
Обчислюємо відносну формульну масу ферум (3+) оксиду:
Mr(Fe2O3) = 2•Ar(Fe)+3•Ar(O) = 2•56 + 3•16 = 112 + 48 = 160
Обчислюємо масову частку йонів Феруму в ферум (3+) оксидіі:
w(Fe)=2•Ar(Fe)/Mr(Fe2O3) = 2 • 56 : 160 = 0,7, або 70%
Обчислюємо масу атомів Феруму в гематиті масою 1 т:
m(Fe)=w(Fe)• m(Fe2O3) = 0,7 • 1 т = 0,7 т, або 700 кг.
Відповідь: m(Fe)=700 кг.
Чи можна стверджувати, що саме стільки заліза можна одержати з такої маси мінералу? Ні, не можна стверджувати, що з 1 т мінералу можна отримати 700 кг заліза, бо розрахунки проводяться за чистою сполукою ферум (3+) оксидом — основним компонентом цього мінералу, а на практиці мінерали містять домішки й під час виробництва завжди є втрати.
Назва «гематит» походить від грецького слова, що означає «кров» (haima) через червоний колір в подрібненому стані.
Інші традиційні назви цього мінералу: червоний залізняк, кровавик, залізний блиск, желізовець.
Цей мінерал важливий для істориків і археологів, бо ще в доісторичні часи з нього виготовляли фарби і пігменти в наскельному живописі.
Вправа 33
Як ви вважаєте, чи відрізняються відносні атомні маси атомів і утворених ними йонів? Поясніть свою думку. Ні, не відрізняються. Йони – це атоми, які втратили чи приєднали електрони, але маса електронів настільки мала, що не береться до уваги при розрахунках.
Вправа 34
Уявіть себе технологом / технологинею на заводі з виробництва сталі (заліза). Ваші постачальники пропонують вам різні види залізної руди: ферум (3+) оксид і ферум (2+) сульфід.
Розв'язання:
Обчислюємо відносні формульні маси ферум (3+) оксиду і ферум (2+) сульфіду.
Мr(Fe2O3)=2•Ar(Fe)+3•Ar(O)=2•56+3•16=160
Мr(FeS) =Ar(Fe)+Ar(S)=56+32=88
Обчислюємо масову частку Феруму в цих сполуках.
w(Fe)=2•Ar(Fe)/Mr(Fe2O3)=2•56:160=0,7, або 70%
w(Fe)=Ar(Fe)/Mr(FeS)=56:88=0,636, або 63,6%
Відповідь: більше заліза міститься в сполуці ферум (3+) оксид.
Як допоможе вам уміння визначати масову частку елементів обрати кращу сировину?
Чим більша масова частка Феруму в сполуці, тим більше заліза можна добути з руди за меншої маси сировини, що впливає на собівартість виробництва.
Вправа 35
Чилійська селітра NaNO3 й амоніачна селітра NH4NO3 — поширені азотні добрива. Порівняйте масову частку Нітрогену в цих добривах.
Розв'язання
Обчислюємо відносні формульні маси цих добрив.
Мr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+2•Ar(O)=23+14+3•16=85
Мr(NH4NO3)=2•Ar(N)+4•Ar(H)+3•Ar(O)=2•14+4•1+3•16=80
Обчислюємо масову частку Нітрогену в цих добривах.
w(N)=Ar(N)/Mr(NaNO3)=14:85=0,165, або 16,5%
w(N)=2•Ar(N)/Mr(NH4NO3)=2•14:80=0,35, або 35%
Відповідь: масова частка Нітрогену більша в амоніачній селітрі.
Це порівняння здійснити без математичних обчислень можна. У амоніачній селітрі (NH4NO3) є два атоми Нітрогену, а в чилійській (NaNO3) — один. При цьому достатньо знайти Mr(NH4)=18 і Ar(Na)=23 і порівняти значення 18 < 23, а також, беручи до уваги знання про порівняння дробів, можна припустити, що масова частка Нітрогену буде вищою в амоніачній селітрі.
Чи можна за вмістом Нітрогену визначити, яке із цих добрив є ефективнішим для використання в сільському господарстві? Поясніть свої відповіді. За вмістом Нітрогену амоніачна селітра є ефективнішою, оскільки вона є більш концентрованим добривом. Це означає, що для внесення однакової кількості Нітрогену в ґрунт потрібно менше амоніачної селітри за масою, ніж чилійської.