Загрузка...

Інші завдання дивись тут...

 Зверніть увагу, майже кожна хімічна задача може бути розв'язана кількома способами. Намагайтеся віднаходити  різні варіанти розв'язування конкретної задачі,

але обирайте той з них, який є найраціональнішим.

Зеленим кольором даються пояснення. 

 Знаємо, розуміємо

1. Які речовини називають кристалогідратами? Кристалогідрати — кристалічні речовини, кристалічна ґратка яких містить гідратовані йони. 

 

2. Наведіть якомога більше прикладів кристалогідратів. 

Формула Тривіальна назва

Назва за міжнародною

номенклатурою

CaSO42H2

CuSO45H2

FeSO47H2O

MgSO47H2

Na2SO410H2O

Na2CO310H2O

гіпс

мідний купорос

залізний купорос

гірка (англійська) сіль

глауберова сіль

кристалічна сода

кальцій сульфат дигідрат

купрум (ІІ) сульфат пентагідрат

ферум (ІІ) сульфат гептагідрат

магній сульфат гептагідрат

натрій сульфат декагідрат

натрій карбонат декагідрат

За міжнародною номенклатурою назва кристалогідратів складається з трьох слів. Перше слово — назва катіону із зазначеною змінною валентністю; друге — загальна назва солей певної кислоти; третє слово утворене з префікса (1 — моно- 2 — ди- або бі- 3 — три- 4 — тетра- 5 — пента- 6 — гекса- 7 — гепта- 8 — окта- 9 — еннеа- або нона- (лат.) 10 — дека-) і кореня гідрат, що вказує на наявність води.

 

3. Як обчислюють відносну молекулярна масу кристалогідрату? Відносна молекулярна маса кристалогідрату дорівнює сумі відносних молекулярних мас безводної солі та кристалізаційної води. 

 

4. Чим ви поясните, що купрум (ІІ) сульфат у твердому стані білого кольору, а його водний розчин — блакитного?  Утворені катіонами Купруму гідратовані йони, на відміну від тих, щоб містяться в безводній речовині, мають інший колір.  

Забарвлення розчину обумовлене утворенням гідратованих йонів купруму (ІІ) — Cu(H2O)m2+

 

5. Що слід пам’ятати, виготовляючи водні розчини солей з їхніх кристалогідратів? У розчині солі, виготовленому з кристалогідрату, розчиненою речовиною вважається безводна сіль. Кристалізаційна вода поповнює масу розчинника.

 

Застоовуємо 

Вправа 33. Обчисліть молярну масу гіпсу СaSO42H2O.

M=Mr г/моль

Мr(CаSО42О)=Mr(CaSO4)+2Mr(H2O)=(Аr(Cа)+Аr(S)+4Аr(О))+

+ 2•(2Аr(Н)+Аr(О))=40+32+416+2•(2+16)=136 + 218=172.

М(CаSО42О)=172 г/моль 

 

Вправа 34. На скільки грамів зменшиться маса залізного купоросу при прожарюванні 55,6 г цього кристалогідрату?

При прожарюванні кристалогідрату маса зменшується за рахунок випаровування кристалізаційної води.

Відомо: m(FeSO47H2O)=55,6 г. Знайти: m(H2O) -?

Розв'язування.

I спосіб

1. Обчислюємо молярну масу (M=Mг/моль) кристалогідрату.

M(FeSO47H2O)=M(FeSO4)+7M(H2O)=152+718=278 г/моль,

де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4Ar(O)=56+32+416=152, 

Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.

2. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату за формулою n=m/M

n(FeSO47H2O)=m(FeSO47H2O)/M(FeSO47H2O)=55,6 г : 278 г/моль=0,2 моль

3. Знаходимо кількість речовини кристалізаційної води, що містить 0,2 моль кристалогідрату.

У 1 моль кристалогідрату FeSO4•7H2O міститься 1 моль безводної солі FeSO4 і 7 моль кристалізаційної води Н2О, тому

n(FeSO4)=n(FeSO4•7H2O) i n(H2O)=7n(FeSO4•7H2O).

n(H2O)=7n(FeSO47H2O)=70,2 моль=1,4 моль.

3. З формули n=m/M знаходимо масу m=nM

m(H2O)=n(H2O)М(H2O)=1,4 моль18 г/моль = 25,2 г.

ІІ спосіб

1. Обчислюємо молярну масу (M=Mг/моль) кристалогідрату.

M(FeSO47H2O)=M(FeSO4)+7M(H2O)=152 +718=278 г/моль,

де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4Ar(O)=56+32+416=152, 

Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.

2. Обчислюємо масову частку кристалізаційної води в 1 моль кристалогідрата за формулою:

w(H2O)=M(7H2O)/M(FeSO47H2O)=126/278=0,453

3. З формули w(H2O)=m(7H2O)/m(FeSO47H2Oзнаходимо формулу для обчислення маси води: 

m(H2O)=w(H2O)m(FeSO47H2O)=0,453255,6 г=25,2 г.

ІII спосіб

1. Обчислюємо молярну масу M=Mг/моль кристалогідрату.

M(FeSO47H2O)=M(FeSO4)+7M(H2O)=152 +718=278 г/моль,

де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4Ar(O)=56+32+416=152, 

Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.

2. Для обчислення маси крнисталізаційної води 7H2O складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

У 278 г FeSO47H2міститься 126 г кристалізаційної води, тоді

у 55,6 г FeSO47H2O буде міститися х г кристалізаційної води.

278 г / 55,6 г = 126 г / х г, звідси

х г • 278 г = 126 г • 55,6 г

х = 126 г • 55,6 г / 278 г

х = 25,2 г.

Відповідь: m(H2O)=25,2 г. 

 

Вправа 35. Прожарюванням кристалогідрату масою 66,6 г одержали безводний алюміній сульфат масою 34,2 г. Установіть формулу кристалогідрату.

Відомо: m(Al2(SO4)3xH2O)=66,6 г, m(Al2(SO4)3)=34,2 г. 

Знайти: формулу кристалогідрату Al2(SO4)3xH2O -?

Розв'язування.

I спосіб

1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.

Mr(Al2(SО4)3)=2Ar(Al)+3Ar(S)+12Ar(O)=227+332+1216=342,

тому М(Al2(4)3)=342 г/моль.

n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль

2. Обчислюємо масу кристалізаційної води.

m(xH2O)=m(Al2(SO4)3xH2O)-m(Al2(SO4)3)=66,6 г-34,2 г=32,4 г, бо при прожарюванні кристалогідрату випаровується кристалічна вода 

3. Oбчислюємо кількість речовини кристалізаційної води Н2О за формулою n=m/M, де М=Mr г/моль.

Mr2О)=2Ar(Н)+Ar(O)=21+16=18, тому М(Н2О)=18 г/моль.

n(H2O)=m(хH2O)/M(H2O)=32,4 г : 18 г/моль=1,8 моль.

4. Співвідношення кількості речовини алюміній сульфату і кристалізаційної води становить:

n(Al2(SO4)3):n(H2O)=0,1 моль:1,8 моль =1:18.

Отже, формула кристалогідрату Al2(SO4)318H2O

ІІ спосіб

1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.

Mr(Al2(SО4)3)=2Ar(Al)+3Ar(S)+12Ar(O)=227+332+1216=342,

тому М(Al2(4)3)=342 г/моль.

n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль

2. Знаходимо у якій кількості речовини кристалогідрату міститься 0,1 моль безводної солі.

1 моль кристалогідрату Al2(SO4)3xH2O містить 1 моль безводної солі Al2(SO4)3 і х моль кристалізаційної води Н2О, тому 

n(Al2(SO4)3xH2O)=n(Al2(SO4)3)=0,1 моль.

3. З формули n=m/M, де М=Mr г/моль, знаходимо молярну масу кристалогідрату М=m/n

М(Al2(SO4)3xH2O)=m(Al2(SO4)3xH2O)/n(Al2(SO4)3xH2O)=66,6 г/0,1 моль = 666 г/моль.

4. Обчислюємо молярну масу кристалізаційної води у кристалогідраті.

М(xH2O)=М(Al2(SO4)3xH2O)-M(Al2(SO4)3)=666 г/моль - 342 г/моль = 324 г/моль.

5. Mr2О)=2Ar(Н)+Ar(О)=21+16=18 г/моль, тому М(Н2О)=18 г/моль.

х=М(xH2O)/М(H2O)=324 г/моль:18 г/моль=18

Отже, формула кристалогідрату Al2(SO4)318H2O

ІІІ спосіб

1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.

Mr(Al2(SО4)3)=2Ar(Al)+3Ar(S)+12Ar(O)=227+332+1216=342,

тому М(Al2(4)3)=342 г/моль.

n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль

2. Знаходимо масову частку безводної солі Al2(SО4)3 в кристалогідраті.

w(Al2(SО4)3)=m(Al2(SО4)3)/m(Al2(SО4)3•хН2О)=34,2/66,6=0,513

3. З формули w(Al2(SО4)3)=М(Al2(SО4)3)/М(Al2(SО4)3•хН2О) знаходимо формулу для обчислення молярної маси кристалогідрату. 

М(Al2(SО4)3•хН2О)=М(Al2(SО4)3)/w(Al2(SО4)3)=342 г/ моль : 0,513=666 г/моль.

4. Обчислимо молярну масу (M=Mr г/моль) води. Молярна маса безводної солі обчислена вище.

Mr2О)=2Ar(Н)+Ar(О)=21+16=18 г/моль, тому М(Н2О)=18 г/моль.

Беручи до уваги, що М(Al2(SО4)3•хН2О)=М(Al2(SО4)3)+ хМ(Н2О)отримуємо рівняння:

342 + х • 18 = 666

х = (666 - 342) : 18

х = 18

Отже, формула кристалогідрату Al2(SО4)3  18Н2О.

 

Вправа 36*. У якому випадку масова частка розчиненої речовини буде меншою: а) у воді об’ємом 200 мл розчинили 50 г купрум (ІІ) сульфату; б) у воді об’ємом 150 мл розчинили 50 г мідного купоросу? Масова частка розчиненої речовини менша у випадку б)

Відповідь підтвердіть розрахунками.

а) Відомо: V(H2O)=200 мл, m(CuSO4)=50 г. Знайти: w(CuSO4)-?

Розв'язування:

1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.

m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=200 мл•1 г/мл=200 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.

2. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою: 

w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))

w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO4)+m(H2O))=50 г : (50 г+200 г)=50 г:250 г =

= 0,2 або, помноживши це число на 100%, одержимо 20%.

б) Відомо: m(H2O)=150 мл, m(CuSO45H2O)=50 г. Знайти: w(CuSO4)-?

Розв'язування:

І спосіб

1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.

m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=150 мл•1 г/мл=150 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.

2. Обчислюємо молярну масу (M=Mг/моль) кристалогідрату.

M(CuSO45H2O)=M(CuSO4)+5M(H2O)=160 +518=250 г/моль,

де Mr(CuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4Ar(O)=64+32+416=160, 

Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.

3. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату за формулою: n=m/M

n(CuSO45H2O)=m(CuSO45H2O)/M(CuSO45H2O)=50 г : 250 г/моль=0,2 моль

4. Знаходимо кількість речовини солі, що містить 0,2 моль кристалогідрату.

У 1 моль кристалогідрату CuSO4•5H2O міститься 1 моль безводної солі CuSO4 і 5 моль кристалізаційної води Н2О, тому

n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O) i n(H2O)=5n(CuSO4•5H2O).

n(CuSO4)=n(CuSO45H2O)=0,2 моль.

5. З формули n=m/M знаходимо масу m=nM

m(CuSO4)=n(CuSO4)М(CuSO4)=0,2 моль160 г/моль = 32 г.

6. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою: 

w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))

w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO45H2O)+m(H2O))=32 г:(50 г + 150 г)=

=32 г : 200 г = 0,16 або, помноживши це число на 100%, одержимо 16%.

ІІ спосіб

1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.

m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=150 мл • 1 г/мл=150 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.

2. Обчислюємо молярну масу (M=Mг/моль) кристалогідрату.

M(CuSO45H2O)=M(CuSO4)+5M(H2O)=160 +518=250 г/моль,

де Mr(CuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4Ar(O)=64+32+416=160, 

Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.

3. Обчислюємо масову частку солі в 1 моль кристалогідрата за формулою:

w(CuSO4)=M(CuSO4)/M(CuSO45H2O)=160/250=0,64

4. З формули w(CuSО4)=m(CuSО4)/m(CuSO45H2Oзнаходимо формулу для обчислення маси солі: 

m(CuSO4)=w(CuSO4)m(СuSO45H2O)=0,6450 г=32 г.

5. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою: 

w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))

w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO45H2O)+m(H2O))=32 г:(50 г + 150 г)=

=32 г : 200 г = 0,16 або, помноживши це число на 100%, одержимо 16%.

 

Вправа 37*. Цинк сульфат є ефективним мікродобривом. Його розчином з масовою часткою розчиненої речовини 0,2% обприскують посіви. Яка маса гептагідрату цинк сульфату знадобиться для приготування 2 кг такого розчину для підживлення овочевих культур на присадибній ділянці?

Відомо: w(ZnSO4)=0,2% або 0,002, m(розчину)=2 кг=2000 г.

Знайти: m(ZnSO47H2O)-?

Розв'язування:

І спосіб

1. Знаходимо масу розчиненої речовини за формулою

m(речовини)=w(речовини)m(розчину)

m(ZnSO4)=w(ZnSO4)m(розчину)=0,0022000=4 г

2. Обчислюємо молярну масу (M=Mг/моль) кристалогідрату.

M(ZnSO47H2O)=M(ZnSO4)+7M(H2O)=161+718=287 г/моль,

де Mr(ZnSО4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4Ar(O)=65+32+416=161,

Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18. 

3. Обчислюємо масову частку солі в 1 моль кристалогідрата за формулою:

w(ZnSO4)=M(ZnSO4)/M(ZnSO47H2O)=161/287=0,561

4. З формули w(ZnSО4)=m(ZnSО4)/m(ZnSO47H2Oзнаходимо формулу для обчислення маси солі: 

m(ZnSO47H2O)=m(ZnSO4)/w(ZnSO4)=4 : 0,561=7,13 г.

ІІ спосіб

1.Знаходимо масу розчиненої речовини за формулою

m(речовини)=w(речовини)m(розчину)

m(ZnSO4)=w(ZnSO4)m(розчину)=0,0022000=4 г

2. Обчислюємо молярну масу (M=Mг/моль) кристалогідрату.

M(ZnSO47H2O)=M(ZnSO4)+7M(H2O)=161 +718=287 г/моль,

де Mr(ZnSО4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4Ar(O)=65+32+416=161,

Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.  

3. Обчислюємо кількість речовини безводної солі ZnSO4 за формулою n=m/M.

n(ZnSO4)=m(ZnSO4)/M(ZnSO4)=4 г : 161 г/моль=0,0248 моль

4. Знаходимо у якій кількості речовини кристалогідрату міститься 0,0248 моль безводної солі.

1 моль кристалогідрату ZnSO47H2O містить 1 моль безводної солі ZnSO4 і 7 моль кристалізаційної води Н2О, тому

n(ZnSO4)=n(ZnSO47H2O) i n(H2O)=7n(ZnSO47H2O)

n(ZnSO47H2O)=n(ZnSO4)=0,0248 моль.

5. З формули n=m/M знаходимо масу m=nM

m(ZnSO47H2O)=n(ZnSO4)М(ZnSO47H2O)=0,0248 моль287 г/моль = 7,13 г.

Відповідь: m(ZnSO47H2O)=7,13 г.

Інші завдання дивись тут...

Загрузка...