Как выводить формулу в химии

Методы решения задач по химии. Задачи на вывод химической формулы вещества

Разделы: Химия

С задачами на вывод химической формулы вещества учащиеся встречаются при прохождении программы химии с 8 по 11 классы. К тому же, данный тип задач довольно часто встречается в олимпиадных заданиях, контрольно – измерительных материалах ЕГЭ (части В и С). Диапазон сложности данных задач достаточно широк. Как показывает опыт, у школьников часто возникают затруднения уже на первых этапах решения при выводе молярной массы вещества.

В данной разработке предлагаются задачи на нахождение формулы вещества, исходя из разных параметров в условиях. В представленных задачах приведены различные способы нахождения молярной массы вещества. Задачи составлены таким образом, чтобы учащиеся могли освоить оптимальные методы и различные варианты решения. Наглядно демонстрируются наиболее общие приёмы решений. Для учащихся предлагаются решённые задачи по принципу нарастания сложности и задачи для самостоятельного решения.

Вывод химической формулы вещества:

Номер задачи
(пример решения)

Вычисление молярной массы вещества

Задачи для самостоятельного решения

— на основании массовых долей (%) атомов элементов

Определить химическую формулу соединения, имеющего состав: натрий – 27,06%; азот – 16,47 %; кислород – 57,47%. Ответ: NaNO3

— на основании массовых долей (%) атомов элементов и плотности соединения

Относительная плотность паров органического кислородсодержащего соединения по кислороду равна 3, 125. Массовая доля углерода равна 72%, водорода – 12 %. Выведите молекулярную формулу этого соединения. Ответ:C6H12О

— по плотности вещества в газообразном состоянии

М (в-ва) = ρ · М (газообр. в-ва)

Относительная плотность паров предельного альдегида по кислороду равна 1,8125. Выведите молекулярную формулу альдегида. Ответ: C3Н6О

— на основании массовых долей (%) атомов элементов и массе соединения

М находится по соотношению,
или
MКак выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Углеводород содержит 81,82 % углерода. Масса 1 л. этого углеводорода (н.у.) составляет 1,964 г. Найдите молекулярную формулу углеводорода.
Ответ: C3Н8

— по массе или объёму исходного вещества и продуктам горения

М (в-ва)=Vm·ρКак выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Относительная плотность паров кислородсодержащего органического соединения по гелию равна 25,5. При сжигании 15,3 г. этого вещества образовалось 20,16 л. СО2 и 18,9 г. Н2О. Выведите молекулярную формулу этого вещества.Ответ: C6H14О

Приводится пример решения задачи № 6 на применение уравнения Менделеева – Клайперона

Массовая доля кислорода в одноосновной аминокислоте равна 42,67%. Установите молекулярную формулу кислоты.

Решение:
Рассчитать молярную массу кислоты CnН2n (N Н2) CОOH
w (О) = Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

M кислоты Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии= 75 (г/моль)
Найти число атомов углерода в молекуле кислоты и установить её формулу М = 12 n + 2 n + 16 + 45 =75
14 n = 14, n = 1
Ответ: формула кислоты NН22CОOH
М (NН22 CОOH) = 75 г/моль

Вывести формулу соединения
CnН2n (N Н2) CОOH

Относительная плотность углеводорода по водороду, имеющего состав: w(С) = 85,7 %; w (Н) = 14,3 %, равна 21. Выведите молекулярную формулу углеводорода.

Дано:
w (С) = 85,7 %
w (Н) = 14,3 %
D Н2 (CхНу) = 21

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химииМ (CхНу)= 21 · 2 = 42

m (Н) = 42г. /100% · 14,3 %= 6 г.
Находим количество вещества атомов углерода и водорода
n (С) = 36г :12 г/моль = 3 моль
n (Н) = 6г.: 1 г/моль = 6 моль

Ответ: истинная формула вещества C3Н6.

Определите молекулярную формулу алкана, если известно, что его пары в 2,5 раза тяжелее аргона.

Дано:
Пары алкана в 2,5 раза тяжелее аргона

Решение:
По относительной плотности можно найти молярную массу алкана: М (C n Н 2 n + 2) = 14 n + 2 = 2,5 · М(Ar) = 100 г/моль
Откуда n = 7.
Ответ: формула алкана C7Н14

Вывести формулу алкана
C n Н2 n + 2

Массовая доля углерода в соединении равна 39,97 %, водорода 6, 73 %, кислорода 53,30 %. Масса 300 мл. (н.у.) этого соединения равна 2,41 г. Выведите молекулярную формулу этого вещества.

Дано:
w (С) = 39,97 %
w (Н) = 6,73 %
w (0) = 53,30 %
Vн.у. (CхHуОz) = 300 мл.
m (CхHуОz) = 2,41 г.

Какова молекулярная формула углеводорода, имеющего плотность 1,97 г/л, если при сгорании 4,4 г. его в кислороде образовалось 6,72 л. СО2 и 7,2 г. Н2О.

Дано:
M (CхHу) = 4,4 г.
ρ (н.у.) = 1,97 г/л
V (СО2) = 6,72 л.
m (Н2О) = 7,2 г.

Решение:
1. Находим относительную молярную массу углеводорода, исходя из величины его относительной плотности:
М (Hу) = Vm · ρ
М (CхHу) = 22,4л/моль · 1,97г/л = 44г/моль
2. Записываем в алгебраическом виде уравнение реакции горения газа, выразив коэффициенты через х и у.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Составляем пропорции:
4,4 / 44 = 6, 72/ х · 22,4
х = 44 · 6, 72/ 4,4 · 22,4 = 3
у = 44 · 7,2/ 4,4 · 9 = 8
Формула соединения C3H8; М (C3H8) = 44 г/моль
Ответ: молекулярная формула соединения C3H8

Соединение содержит 62,8% S и 37,2% F. Масса 118 мл данного соединения при 70 и 98,64 КПа равна 0,51 г. Вывести формулу соединения.

Дано:
w (S) = 62,8 %
w (F) = 37,2 %
m (CхHу) = 0,51 г
V (CхHу) = 118 мл.
Т = 70
Р = 98,64 кПа

n(S) : n(F) = 62,80/32 : 37,2/19 = 1,96 : 1,96 = 1 : 1
Простейшая формула S F

MКак выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии= (0, 51 · 8,31 · 280)/(98,64 ·103·118 ·10-6) = =101,95 г/моль.

Следовательно, формула соединения S2 F2

Источник

КАК ВЫЧИСЛИТЬ ФОРМУЛУ ВЕЩЕСТВА

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Способов, как определить формулу вещества, достаточно много. Все зависит от исходных данных. Наиболее разнообразны подобные вычисления в органической химии. И это не удивительно, так как органических соединений значительно больше, чем неорганических.

1.Понятие простейшей и истинной формулы вещества

В одних задачах на определение формулы вещества необходимо найти его простейшую формулу, а в других – истинную. В чем разница?

Так, например: СН2 – простейшая формула алкена – показывает, что на каждый 1 атом углерода приходится 2 водородных атома. То есть существует соотношение 1:2. Поэтому для нахождения простейшей (эмпирической) формулы вещества важно рассчитать количество вещества атомов, которые входят в его состав, то есть n(C) и n(H).

Например, для пропилена, относящегося к классу алкенов, истинная (молекулярная) формула будет C3H6. Она говорит о том, что молекула данного вещества включает 3 атома С и 6 атомов Н. Это вполне соответствует простейшей формуле, отвечающей соотношению атомов 1:2. Для нахождения истинной (молекулярной) формулы соединения требуется посчитать его относительную молекулярную (Mr) или молярную массу (M).

2.Массовая доля химического элемента: что означает и как высчитывается

Массовая доля – это отношение массы компонента системы к массе системы, выраженное в процентах или долях от единицы.

Молекула имеет массу. Все атомы в молекуле также имеют свои массы. Атомов одного химического элемента в молекуле может быть 1 или несколько. Важна масса всех атомов одного элемента. Если ее разделить на массу молекулы, то получится массовая доля этого элемента. Ее выражают либо в процентах, которые всегда меньше 100%, либо в долях от единицы, которые всегда меньше 1.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пример 1. Каковы массовые доли элементов в оксиде железа (III) Fe2O3.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

3.Как определить формулу вещества по массовым долям элементов

Нахождение формулы вещества по массовым долям элементов применимо как к органическим, так и к неорганическим соединениям.

Пример 2. Сероуглерод содержит 15,8% углерода по массе. Какова простейшая формула этого вещества?

Поскольку речь идет о массовых долях элементов, то необходимо знать массу вещества. В нашем случае – массу сероуглерода. В условии задачи о ней ничего не говорится. Поэтому допускаем, что масса вещества равна 100 г.

Почему 100 г? Это «круглое» число, и его использование облегчает все расчеты. Так как в итоге будем находить соотношения количеств веществ элементов, то какое-то особенное значение массы вещества не играет никакой роли.

Попробуйте ради эксперимента принять массу сероуглерода равной 23 г, 467 г и т.п. Результат будет один и тот же.

Допустим, что атомов углерода в молекуле х, а атомов серы – у. В таком случае формула вещества примет вид: СхSу.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пример 3. Содержание углерода в углеводороде составляет 83,33%. Плотность паров соединения по водороду – 36. Какова молекулярная формула углеводорода?

Чтобы не загромождать записи, массовую долю элементов будем считать не в процентах, а в долях от единицы.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пусть вас не удивляет получившаяся простейшая формула. Ведь, исходя из определения простейшей формулы, на каждый 1 атом углерода приходится 2,4 атома водорода. Это всего лишь соотношение. Соединения с формулой СН2,4 в принципе не существует. Не всегда простейшая и истинная формулы совпадают друг с другом.

А если полученная формула СН2,4 вас все же смущает, вы можете решать задачу и вторым способом. Но это несколько более сложный способ, когда требуется составить и решить уравнение с двумя неизвестными.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Не все химические вещества являются бинарными, то есть состоят из атомов двух химических элементов. Но в любом случае, алгоритм решения задачи тот же.

Пример 4. Некоторая кислота содержит водород (2,2%), иод (55,7%) и кислород (42,1%). Определите простейшую формулу этой кислоты.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

4.Как определить формулу органического соединения

Определить формулу органического вещества можно не только зная массовые доли элементов в его составе.

4.1. Как определить формулу органического соединения

по общей молекулярной формуле вещества

Органические вещества сгруппированы по самостоятельным классам на основе общности строения и свойств. Каждый класс соединений характеризуется своей общей молекулярной формулой. Особенно это наглядно видно на примере углеводородов.

Если другие органические вещества рассматривать как их производные, в молекулы которых введена какая-либо функциональная группа, то и для них также можно составить общую молекулярную формулу.

Предельные одноатомные спирты можно рассматривать как производные алканов, в молекулах которых 1 атом водорода замещен на гидроксильную группа –ОН. Таким образом, их общая молекулярная формула такая: СnH2n+1ОН.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Ниже в таблице приведены общие молекулярные формулы основных классов органических соединений.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химииРазберем примеры решения задач с использованием общей молекулярной формулы вещества.

Пример 5. Плотность паров по воздуху некоторого алкана 4,414. Какова формула алкана?

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии
4.2. Как определить формулу органического соединения

по продуктам его сгорания

Это еще один распространенный тип задач на определение формулы органического соединения.

Необходимо запомнить и понять основные моменты:

— так как все органические вещества содержат атомы С, Н, а также атомы О (кислородсодержащие соединения), то всегда при их сгорании выделяется углекислый газ СО2 и образуется вода Н2О;

— все углеродные атомы, входящие в состав органического соединения, окажутся в составе углекислого газа СО2; следовательно, n(С) как в соединении, так и в СО2 – это одна и та же величина;

— все атомы водорода Н, которые имеются в составе вещества, перейдут в состав воды Н2О; следовательно, n(Н) и в данном веществе, и в Н2О – это одна и та же величина;

— при сгорании веществ, включающих в себя азот (например, амины), кроме СО2 и Н2О, образуется еще и N2.

Разберем несколько примеров.

Пример 6. Сожгли 7,2 г углеводорода. Плотность его паров по водороду составляет 36. В результате реакции образовалось 22 г оксида углерода (IV) и 10,8 г воды. Какова молекулярная формула соединения?

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пример 7. В результате сгорания 4,8 г органического соединения выделилось 3,36 л (н.у.) оксида углерода (IV) и образовалось 5,4 г воды. Плотность паров искомого соединения по кислороду равна 1. Вычислите молекулярную формулу вещества.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пример 8. Результатом сжигания 0,31 г газообразного органического соединения, имеющего плотность 1,384 г/л, стало выделение 0,224 л (с.у.) оксида углерода (IV), 0,112 л азота и образование 0,45 г воды. Вычислите молекулярную формулу этого вещества.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии
5. Как определить формулу вещества: комбинированные задачи

Наибольший интерес и некоторую трудность представляют комбинированные задачи, сочетающие в себе необходимость найти формулу соединения:

— используя приемы, применяемые в рассмотренных выше задачах;

— используя сведения не только о химических, но и физических свойствах вещества.

Вот несколько примеров.

Пример 9. Какова молекулярная формула предельного углеводорода, при полном сгорании 8,6 г которого выделилось 13, 44 л (н.у.) оксида углерода (IV).

1) известен класс вещества, поэтому возможно применить его общую молекулярную формулу;

2) речь идет о сгорании вещества, поэтому количество атомов в составе молекулы будем искать, используя данные о продукте сгорания – СО2.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пример 10. Алкен нормального строения содержит двойную связь при первом углеродном атоме. Образец этого алкена массой 0,7 г присоединил бром массой 1,6 г. Вычислите формулу алкена и назовите его.

В предлагаемых условиях:

1) известен класс вещества, следовательно, применим его общую молекулярную формулу;

2) речь идет об одном из химических свойств: способности алкенов присоединять галогены по месту разрыва двойной связи.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пример 11. После полного сжигания в кислороде арена, имевшего массу 0,92 г, выделился оксид углерода (IV). Пропуская газ через избыток раствора щелочи Ca(OH)2, получили 7 грамм осадка. Какова молекулярная формула арена?

В предлагаемой задаче:

1) известен класс вещества;

2) речь идет о сжигании соединения и образовании в качестве продукта горения углекислого газа, который при взаимодействии со щелочью Са(ОН)2 привел к выпадению осадка известной массы.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Следующий пример очень характерен для задач, встречающихся в заданиях второй части ЕГЭ по химии.

Пример 12. Некоторое соединение, образующее альдегид в реакции окисления, взаимодействует с избытком бромоводородной кислоты, образуя 9,84 г продукта (выход составляет 80% от теоретического), имеющего плотность паров по Н2 61,5. Определите строение этого соединения, а также его массу, вступившую в реакцию?

1) говорится о химических свойствах искомого соединения; анализируя их, приходим к выводу, что заданным веществом является предельный одноатомный спирт;

2) известна общая молекулярная формула предельных одноатомных спиртов;

3) более подробно говорится о взаимодействии заданного вещества с бромоводородной кислотой; спирт, реагируя с HBr, дает галогеналкан, для которого известны его масса, практический выход и относительная плотность по Н2; именно от этих данных и нужно отталкиваться при решении данной задачи.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Итак, способов, как определить формулу вещества, действительно, множество. Мы рассмотрели лишь основные из них. Важно правильно уяснить понятия «простейшая формула вещества» и «истинная формула вещества», чтобы не путать их.

Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь в нашу группу ВКонтакте.

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Пожалуйста, оцените публикацию Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химиии оставьте свой комментарий. Ваше мнение для нас важно!

Источник

Нахождение молекулярной формулы вещества (часть С)

Теория к заданию 35 из ЕГЭ по химии

Нахождение молекулярной формулы вещества

Нахождение химической формулы вещества по массовым долям элементов

Массовая доля элемента — это отношение его массы к общей массе вещества, в состав которого он входит:

Массовая доля элемента ($W$) выражается в долях единицы или в процентах.

2. Количества вещества железа и кислорода равны соответственно:

3. Находим соотношение количества веществ железа и кислорода:

4. Так как в формуле должно быть целое число атомов, то это отношение приводим к целым числам:

$Fe : O=1 : 1.33=2 : 2.66=3·3.99=3 : 4$.

5. Подставляем найденные числа и получаем формулу оксида:

Нахождение химической формулы вещества по массовым долям элементов, если указана плотность или относительная плотность данного вещества в газообразном состоянии

3. Отношение между атомами:

4. Определяем молекулярную массу углеводорода по относительной плотности ее паров.

5. Вычисляем относительную молекулярную массу углеводорода по простейшей формуле:

3. Отношение между атомами:

5. Молярная масса может быть представлена в виде:

6. Решаем систему двух уравнений с двумя неизвестными:

Нахождение химической формулы вещества по данным об исходном веществе и о продуктах его сгорания (по уравнению химической реакции)

1. Напишем схему уравнения горения углеводорода

$M=1.97$ г/л$·22.4$ л/моль$=44$ г/моль.

3. Определяем количество вещества:

4. Используя величину молярного объема, находим:

Окончательный вид уравнения:

Источник

Вывод химических формул

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химииЧтобы вывести формулу слож­ного вещества, нужно прежде всего путем анализа установить, из каких элементов состоит вещество и в каких весовых отношениях соединены друг с другом входящие в него элементы.

Обычно состав сложного вещества выражают в процентах, но он может быть выражен и в любых других числах, указывающих отноше ние между весовыми количествами элементов, образующих дан­ное вещество.

Например, состав окиси алюминия, содержащей 52,94% алюминия и 47,06% кислорода, будет вполне определен, если мы скажем, что алюминий и кислород соединены в весовом отношении 9:8, т. е. что на 9 вес. ч. алюминия приходится 8 вес. ч. кислорода. Понятно, что отношение 9: 8 должно равняться отношению 52,94 : 47,06.

Зная весовой состав сложного вещества и атомные веса обра­зующих его элементов, нетрудно найти относительное число ато­мов каждого элемента в молекуле взятого вещества и таким об­разом установить его простейшую формулу.

Пример вывода химических формул

что требуется вывести формулу хлори­стого кальция, содержащего 36% кальция и 64% хлора. Атомный вес кальция 40, хлора 35,5.

Обозначим число атомов кальция в молекуле хлористого кальция через х, а число атомов хлора через у. Так как атом кальция весит 40, а атом хлора 35,5 кислородных единиц, то об­щий вес атомов кальция, входящих в состав молекулы хлори­стого кальция, будет равен 40 х, а вес атомов хлора 35,5 у. Отно­шение этих чисел, очевидно, должно равняться отношению весо­вых количеств кальция и хлора в любом количестве хлористого кальция. Но последнее отношение равно 36 : 64.

Приравняв оба отношения, получим:

Затем освободимся от коэффициентов при неизвестных х и у пу­тем деления первых членов пропорции на 40, а вторых на 35,5: Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химииЧисла 0,9 и 1,8 выражают относительное число атомов в мо­лекуле хлористого кальция, но они дробны, тогда как в моле­куле может содержаться только целое число атомов. Чтобы вы­разить отношение х :у двумя целыми числами, делим оба члена второго отношения на наименьший из них. Получаем

Следовательно, в молекуле хлористого кальция на один атом кальция приходятся два атома хлора. Этому условию удовле­творяет целый ряд формул: СаСl2, Са2Сl4, Са3Сl6 и т. д. Так как у нас нет данных, чтобы судить, какая из написанных формул отвечает действительному атомному составу молекулы хлори­стого кальция, то мы остановимся на простейшей из них СаСl2, указывающей наименьшее возможное число атомов в молекуле хлористого кальция.

Однако произвол в выборе формулы отпадает, если наряду с весовым составом вещества известен также его молекулярный вес. В этом случае нетрудно вывести формулу, выражающую истинный состав молекулы. Приведем пример.

Путем анализа установлено, что глюкоза содержит на 4,5 вес. ч. углерода 0,75 вес. ч. водорода и 6 вес. ч. кислорода. Молеку­лярный вес ее был найден равным 180. Требуется вывести фор­мулу глюкозы.

Как и в предыдущем случае, находим сперва отношение между числом атомов углерода (атомный вес 12), водорода и кислорода в молекуле глюкозы. Обозначив число атомов угле­рода через х, водорода через у и кислорода через z, составляем пропорцию:

:у: 16z = 4,5 : 0,75 : 6

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Разделив все три члена второй половины равенства на 0,375, получаем:

Следовательно, простейшая формула глюкозы будет СН2O. Но вычисленный по ней молекулярный вес равнялся бы 30, тогда как в действительности молекулярный вес глюкозы 180, т. е. в шесть раз больше. Очевидно, что для глюкозы нужно принять формулу C6H12O6.

Формулы, основанные, кроме данных анализа, также и на определении молекулярного веса и указывающие действительное число атомов в молекуле, называются истинными или молекулярными формулами; формулы же, выведенные только из данных анализа, называются простейшими или эмпи­рическими.

Познакомившись с выводом химических формул, легко по­нять, как устанавливаются точные молекулярные веса. Как мы уже упоминали, существующие методы определения молекуляр­ных весов в большинстве случаев не дают вполне точных резуль­татов. Но, зная хотя бы приблизительный молекулярный вес и процентный состав вещества, можно установить его формулу, выражающую атомный состав молекулы.

Так как вес молекулы равняется сумме весов образующих ее атомов, то, сложив веса атомов, входящих в состав молекулы, мы определим ее вес в кислородных единицах, т. е. молекулярный вес вещества. Точность найденного молекулярного веса будет такой же, как и точность атомных весов.

Нахождение формулы химического соединения во многих случаях может быть значительно упрощено, если воспользоваться понятием о валентности элементов.

Напомним, что валентностью элемента называется свойство его атомов присоединять к себе или замещать определенное число атомов другого элемента.

Что такое валентность

Валентность элемента определяется числом, показывающим, сколько атомов водорода (или другого одновалентного элемента) присоединяет или замещает атом данного элемента.

Понятие о валентности распространяется не только на от­дельные атомы, но и на целые группы атомов, входящие в состав химических соединений и участвующие как одно целое в химиче­ских реакциях. Такие группы атомов получили название радикалов. В неорганической химии наиболее важными ра­дикалами являются: 1) водный остаток, или гидроксил ОН; 2) кислотные остатки; 3) основные остатки.

Водный остаток, или гидроксил, получается, если от молекулы воды отнять один атом водорода. В молекуле воды гидроксил связан с одним атомом водорода, следовательно, группа ОН одновалентна.

Кислотными остатками называются группы атомов (а иногда и один атом), «остающиеся» от молекул кислот, если мысленно отнять от них один или несколько атомов водорода, замещаемых металлом. Валентность этих групп определяется чис­лом отнятых атомов водорода.

Например, серная кислота дает два кислотных остатка — один двухвалентный SO4 и другой одно­валентный HSO4,входящий в состав различных кислых солей. Фосфорная кислота Н3РО4 может дать три кислотных остатка: трехвалентный РО4,двухвалентный НРО4 и одновалентный Н2РО4 и т. д.

Основными остатками мы будем называть; атомы или группы атомов, «остающиеся» от молекул оснований, если мысленно отнять от них один или несколько гидроксилов. На­пример, последовательно отнимая от молекулы Fe(OH)3 гидроксилы, получаем следующие основные остатки: Fe(OH)2, FeOH и Fe. Валентность их определяется числом отнятых гидроксильных групп:Fe(OH)2 — одновалентен; Fe(OH)—двухвалентен; Fe — трехвалентен.

Основные остатки, содержащие гидроксильные группы, вхо­дят в состав так называемых основных солей. Последние можно рассматривать как основания, в которых часть гидрокси­лов замещена кислотными остатками. Так, при замещении двух гидроксилов в Fe(OH)3 кислотным остатком SO4 получается основная соль FeOHSO4, при замещении одного гидроксила в Bi(OH)3 кислотным остатком NO3 получается основная соль Bi(OH)2NO3 и т.д.

Знание валентностей отдельных элементов и радикалов по­зволяет в простых случаях быстро составлять формулы очень мно­гих химических соединений, что освобождает химика от необхо­димости механически их заучивать.

Так как составление простейших формул — окислов, основа­ний и нормальных солей хорошо известно из элементарного курса химии, то мы ограничимся здесь лишь примерами составле­ния формул кислых и основных солей.

Химические формулы

Пример составления химической формулы

Составить формулу гидрокарбоната кальция — кислой соли угольной кислоты.
В состав этой соли должны входить атомы кальция и одновалентные кислотные остатки НСО3. Так как кальций двухвалентен, то на один атом кальция надо взять два кислотных остатка. Следовательно, формула соли будет Са(НСО3)г.

Промер 2. Составить формулу основного карбоната меди — основной медной соли угольной кислоты.
Эта соль должна состоять из одновалентных основных остатков СuОН и двухвалентных кислотных остатков СО3. Поэтому формула соли будет (СuОН)2СО3 или Сu2(ОН)2СО3.

Правило составления формул по валентности приобретает большую наглядность, если изображать состав молекул так на­зываемыми структурными формулами. Примерами структурных формул некоторых простейших соединений могут служить следующие:

Как выводить формулу в химии. Смотреть фото Как выводить формулу в химии. Смотреть картинку Как выводить формулу в химии. Картинка про Как выводить формулу в химии. Фото Как выводить формулу в химии

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *