Контрольні запитання
1. Дайте визначення поняттям «відносна атомна маса», «відносна молекулярна маса». Відносна атомна маса Ar– це відношення маси атома даного елемента до 1/12 маси атома Карбону. Відносна молекулярна маса Mr показує у скільки разів маса молекул більша за 1/12 маси атома Карбону.
Що в даному випадку означає слово «відносна»? Слово «відносна» в даному випадку означає, що маса атома чи молекули визначена порівнянням з атомною одиницею маси, бо відносний, той що визначається у зіставленні із чим-небудь.
2. Виберіть правильну відповідь. Атомну одиницю маси використовують:
а) для обчислення відносної атомної маси елементів;
б) як одиницю вимірювання атомної та молекулярної маси;
в) для обчислення мас усіх маленьких частинок;
г) для обчислення мас великих тіл.
Відповідь: а)
3. Виберіть правильну відповідь. Атомна одиниця маси дорівнює:
а) 1/12 маси атома Оксигену;
б) 1/12 маси атома Карбону;
в) масі електрона, помноженій на 12;
г) 1,66•10–24 г.
Відповідь: а), г)
4. Чому масу атомів рідко виражають у грамах? Бо маса атома настільки мала, що виражати її у грамах або кілограмах дуже незручно.
5. Що спільного і чим відрізняються такі поняття:
а) «маса атома» і «відносна атомна маса»;
Спільним є те, що атом, як кожна матеріальна частинка, має масу.
Відрізняються ці поняття наступним. Маса атома ― фізична величина, що вимірюється у грамах, тому має одиниці вимірювання, а відносна атомна маса ― це маса атома, визначена порівнянням з атомною одиницею маси (а.о.м.), тому є величиною безрозмірною (бо отримується діленням величин однакової розмірності).
б) «відносна молекулярна маса» і «маса молекули»;
Спільним є те, що молекула, як кожна матеріальна частинка, має масу.
Відрізняються ці поняття наступним. Маса молекули ― фізична величина, що вимірюється у грамах, тому має одиниці вимірювання, а відносна молекулярна маса ― це маса молекули, визначена порівнянням з атомною одиницею маси (а.о.м.), тому є величиною безрозмірною (бо отримується діленням величин однакової розмірності).
в) «відносна молекулярна маса» і «відносна атомна маса»?
Спільним є те, що слово «відносна» в даному випадку означає, що маса атома і маса молекули визначена порівнянням з атомною одиницею маси (а.о.м.) і обидві величини є безрозмірними.
Відрізняються тим, що мова йде про масу молекули і масу атома.
Завдання для засвоєння матеріалу
Вправа 1. Укажіть у Періодичній системі та випишіть символи і відносні атомні маси (з округленням до цілих чисел) хімічних елементів:
Алюмінію Ar(Al)=27
Флуору Ar(F)=19
Цинку Ar(Zn)=65
Аргентуму Ar(Ag)=108
Стануму Ar(Sn)=119
Вправа 2. Обчисліть, атом якого елемента важчий і у скільки разів:
а) Нітроген і Гелій;
Важчий Нітроген у 3,5 разів, бо Ar(N):Ar(He)=14:4=3,5
б) Оксиген і Сульфур;
Важчий Сульфур у 2 рази, бо Ar(S):Ar(О)=32:16=2
в) Ферум і Силіцій;
Важчий Ферум у 2 рази, бо Ar(Fe):Ar(Si)=56:28=2
г) Сульфур і Купрум.
Важчий Купрум у 2 рази, бо Ar(Cu):Ar(S)=64:32=2
Вправа 3. Обчисліть, скільки атомних одиниць маси міститься в 1 г речовини.
І спосіб
Оскільки 1 а.о.м.=1,66•10-24 г, тому в
1 г = 1 а.о.м./1,66•10-24=0,6024•1024 а.о.м.=6,024•1023 а.о.м.
ІІ спосіб
У 1,66•10-24 г міститься 1 а.о.м.
У 1 г ― х а.о.м.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
1,66•10-24 г / 1 г = 1 а.о.м. / х а.о.м.
х а.о.м. • 1,66•10-24 г = 1 а.о.м. • 1 г
х = 1 а.о.м. • 1 г : 1,66•10-24 г
х = 0,6024•1024 а.о.м.=6,024•1023 а.о.м.
Відповідь: 6,024 •1023 а.о.м.
Вправа 4. Скільки атомів Оксигену мають таку саму масу, як один атом Купруму?
І спосіб
Ar(Cu)=64, Ar(O)=16
Ar(Cu):Ar(O)=64:16=4
ІІ спосіб
Ar(Cu)=64, Ar(O)=16
Позначимо кількість атомів Оксигену через х,
складемо рівняння і розв'яжемо його.
х • 16 = 64
х = 64:16
х = 4
Відповідь: чотири атоми Оксигену
Вправа 5. Обчисліть відносні молекулярні (формульні) маси таких речовин: хлор Cl2, сульфатна кислота H2SO4, сахароза C12H22O11, мідь Cu, гіпс CaSO4, крейда CaCO3, малахіт (CuOH)2CO3.
Mr(Cl2)=2•Ar(Cl)=2•35,5=71
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98
Mr(C12H22O11)=12•Ar(C)+22•Ar(H)+11•Ar(O)=12•12+22•1+11•16=342
Mr(Cu)=Ar(Cu)=64
Mr(CaSO4)=Ar(Ca)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100
Mr((CuOH)2CO3)=2•Ar(Cu)+5•Ar(O)+2•Ar(H)+Ar(C)=2•65+5•16+2•1+12=224
Вправа 6. Обчисліть, що важче: п’ять молекул води H2O чи три молекули вуглекислого газу CO2.
Одна молекула води Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18,
а п'ять молекул 5•Mr(Н2О)=5•18=90
Одна молекула вуглекислого газу Mr(СО2)=Ar(С)+2•Ar(О)=12+2•16=44,
а три молекули 3•Mr(СО2)=3•44=132
132 > 90
Відповідь: важчі три молекули СО2
Вправа 7. У «перекису водню (гідроген пероксиді)» на один атом Оксигену припадає один атом Гідрогену. Визначте хімічну формулу перекису водню, якщо його молекулярна маса дорівнює 34.
Дано: Mr(НxОx)=34
Знайти: формулу НxОx-?
Розв'язання:
За означенням Mr(НxОx)=х•Ar(Н)+х•Ar(О)=х•1+х•16,
за умовою задачі Mr(НхОх)=34
Прирівняємо ліві і праві частини рівностей, отримаємо алгебраїчне рівняння:
х•1+х•16=34
х•(1+16)=34
х•17=34
х=34:17
х=2
Відповідь: Н2О2
Вправа 8. Речовина пірит складається з атомів Феруму та Сульфуру і має відносну формульну масу 120. Визначте хімічну формулу цієї речовини.
Дано: сполука складається з атомів Fe i S, Mr(сполуки)=120
Знайти: формулу сполуки-?
Розв'язання:
Mr(S)=32, Mr(Fe)=64, а Mr(S)+Mr(Fe)=32+64=88
Mr(сполуки)=120, тому 120-88=32, а це маса атома Сульфура.
Отже, сполука містить один атом Феруму і два атоми Сульфуру, тому має формулу FeS2
Вправа 9. Визначте відносні атомні маси поданих елементів, використовуючи маси їхніх атомів. Відповідь порівняйте зі значеннями, указаними в Періодичній системі.
а) Платини, якщо маса її атомів 3,24 • 10–25 кг;
1 а.о.м.=1,66•10-27 кг
Ar(Pt)=ma(Pt):1 а.о.м.=3,24•10-25 кг: 1,66•10-27 кг=1,952•102≈195,2
У Періодичній системі значення Ar(Pt)=195,09
б) Урану, якщо маса його атомів 3,95 • 10–22 г.
1 а.о.м.=1,66•10-24 г
Ar(U)=ma(U):1 а.о.м.=3,95•10-22 г:1,66•10-24 г=2,379•102≈238
У Періодичній системі значення Ar(U)=238,029
Вправа 10. Формула жасмоналю, що має запах квітів жасмину, C6H5CHC(C5H11)CHO. Обчисліть його відносну молекулярну масу.
Mr(C6H5CHC(C5H11)CHO)=14•Ar(C)+18•Ar(H)+Ar(O)=14•12+18•1+16=202
Вправа 11. Обчисліть масу молекули сахарози C12H22O11 у грамах. Визначте, скільки молекул сахарози міститься у зразку цукру масою 1 г.
Mr(C12H22O11)=12•Ar(C)+22•Ar(H)+11•Ar(O)=12•12+22•1+11•16=342
1 а.о.м.=1,662•10-24 г.
Знаючи відносну молекулярну масу, можна обчислити абсолютну масу молекули речовини у грамах.
mмол(C12H22O11)=Mr(C12H22O11)•1 а.о.м.=342•1,66•10-24 г=
=568•10-24 г=5,68•10-22 г
Кількість молекул сахарози:
1 г : 5,68•10-22 г = 0,176•1022=1,76•1021
Відповідь: 5,68 •10-22 г, 1,76•1021
Вправа 12*. Як у XVII–XIX століттях визначали відносну атомну масу (атомну вагу)? Порівнювали з масою найлегшого атома — атома Гідрогену.
Маси яких елементів були взяті за основу для визначення відносних атомних мас? Гідрогену, Карбону
Чому в сучасній хімії для визначення відносних атомних мас використовується карбонова одиниця? Бо 1/12 маси атома Карбону чисельно дорівнює масі атома Гідрогену 1,66•10–24 г.