Урок практикум решение расчётных задач по химии. Тема: Определение молекулярной формулы веществ по массовым долям элементов

Тема: Определение молекулярной формулы веществ по массовым долям элементов
Цели: Знать понятие массовая доля, относительная плотность газов.
Уметь находить массовые доли, определять формулы веществ по массовым долям.
План
Массовые доли элементов в веществе
Относительная плотность газов
Решение задач
Домашнее задание
Массовые доли элементов в веществе
Массовая доля элемента определяется отношением массы элемента к
Относительной молекулярной массе вещества w = Аr Э*i/М в-ваМассовая доля элемента часто выражается в процентах, тогда формула для массовой доли элемента будет выглядеть следующим образом:
w % = Аr Э*i/М в-ва * 100%
Сумма всех массовых долей элементов образующих данное вещество равна единице или 100%.
W1+W2+W3+W4=1 или W1%+W2%+W3%+W4%=100%
Если массовая доля одного из элементов не известна её можно определить как разницу между единицей ( 100%) и суммой известных массовых долей.
W3 = 1- (W1+W2+W4) W3%= 100% - (W1%+W2%+ W4%)
Алгоритм решения задач.
1.Обозначим в формуле вещества количество атомов при помощи индексов x,y,z, и т.д. по числу элементов в молекуле.
2. Если в условии не дана массовая доля одного из элементов, определяем её по разности 100% минус массовые доли всех остальных элементов.
3. Находимотношения индексов x:y:z, которое является отношением частных от деления массовой доли элемента на его относительную атомную массу. Привести частные от деления к отношению целых чисел. Определить простейшую формулу вещества.
x:y:z=w1% /Аr1: w2% /Аr2 : w3% /Аr3
4.Если относительная молекулярная масса не дана, находим её по условию задачи. Д(Н2)= Мг(в-ва)/ Д(Н2); Мг(в-ва)= Д(О2)* Мг(О2);
Мг(в-ва)= Д(возд.)* Мг(возд.); М= ρ г/л*22,4л …
5. Сравниотносительную молярную массу простейшей формулы вещества с истиной, найденной по условию задачи. Отношение этих масс даёт число, на которое надо умножить индексы в простейшей формуле.
Для определения формулы веществ нужно знать:
Молярную массу вещества.
Она задается в задачах:__ Соотношение числа атомов элементов в молекуле.
Оно задается: ___
1)в готовом виде 1) указанием класса вещества;
2)через плотность (М = ρ *Vm) 2)через массовые доли элементов в веществе;______
3)через Dr2 (Г1) (М (Г1 )= Dr* М(Г2)) 3) через мольные доли элементов в веществе;
4)через соотношение m и V m\M=V\Vm4) через количество продуктов
реакции, в которой участвует искомое вещество, например
продукты сгорания.
Задача: Плотность углеводорода по кислороду 1,75 массовая доля водорода в нём 14,3% . Определите молекулярную формулу углеводорода.
Дано: Решение:
СxHy2) w(С) = 100% - 14,3% = 85,7% х : у = w(С)/ Аr (C) : w(Н)/ Аr (Н)
D(О2) =1,75 х : у = 85,7/12 : 14,3/1 х : у = 7,14 : 14,3 х : у = 1: 2
w(Н) = 14,3% 3) Простейшая формула – СН2 Мr (СН2) =12 +1*2 =14
Найти: СxHy - ?4) Мr (СхНу =D(О2) *Мr(О2) =1,75 * 32 = 56
5) 56 : 14 = 4 => формула вещества С4Н8 - это бутен
6) Мr (С4Н8) = 12* 4 + 1 * 8 = 56 Задача решена верно.
Ответ: С4Н8 - бутен
Пример 2: Элементный состав вещества следующий: массовая доля элемента железа 0,7241 (или 72,41 %), массовая доля кислорода 0,2759 (или 27,59 %). Выведите химическую формулу.
Решение:
Находим отношение числа атомов:
Fe : O → 72,41/56 : 27,59/16 ≈ 1,29 : 1,72.
Меньшее число принимаем за единицу (делим на наименьшее число в данном случае оно 1,29 ) и находим следующее отношение:
Fe:O ≈ 1:1,33.
Так как должно быть целое число атомов, то это отношение приводим к целым числам:
Fe:O = 3:3,99 ≈ 3:4.
Ответ: химическая формула данного вещества Fe3O4.
Алгоритм решения задач.
1.Обозначим число атомов элементов искомого типа (устно): через х,y,z
2.Приравняем отношение чисел атомов элементов отношению атомных факторов: х : у : z… = a%/A1: b% / А2 : с% /А3..., Где A1, А2, А3 - атомные массы элементов.
3.Находим простейшую формулу и значение относительной молекулярной массы.
4.Определяем относительную молекулярную массу искомого вещества по плотности (М = 2DН2; М = 29Dвоздуха или М= ρ г/л*22,4л).
5.Узнаем, во сколько раз для получения истиной формулы надо увеличить число атомов простейшей формулы.
6.Находим молекулярную формулу вещества.
Пример 3:
Найдите формулу алкена если его плотность по водороду равна 21. Постройте его структурную формулу, назовите.
Решение: Молярная масса задаётся через относительную плотность по водороду
-2286011239500Дано: М(СnH2n) = DН2 * М(Н2) М(СnH2n) =21*2 = 42
DН2 (СnH2n) = 21 Соотношение числа атомов элементов через указание класса вещества. Алкены имеют формулу СnH2n
Выразим М алкена в общем виде: М (СnH2n) =12n + 2n
Найти n – ?Составим уравнение 14 n = 42 n = 3
Ответ: С3Н6 – пропен структурная формула: СН2=СН-СН2-СН3
Определение брутто-формулы соединенияДля определения брутто-формулы химического соединения используют данные его качественного элементного анализа. Это осуществляется в следующей последовательности.
Последовательность действий 1.Проводим качественней анализ Обнаружены: углерод, водород, вещества
2.Проводим количественныйэлементный анализ вещества Навеска вещества:0,047г. Найдено:0,132г. углекислого газа (гравиметрическим методом) 0,027г. воды1.Рассчитываем процентноесодержание в навеске всех составляющих элементов 76,6 мас. % С
6,4 мае. % Н
17,0 мае. % О
4.Рассчитываем соотношение атомов в формуле С: 76,6/12 Н: 6,4/1 О: 17/16 атомов в формулеС: 6,38 Н: 6,40 О:1,06
С6n Н6n Оn или (С6 Н6 O)n
5.Определяем относительную молекулярную массу (Например, по Майеру)
Навеска вещества :0,141г. Найденный объём при нормальных условиях: 35,4мл составляем порцию
0,141г -0,035,4 л
Мг – 22,4 л
Молекулярная масса: 89
6. Составляем формулу соединения
Исходя из найденных
молекулярной массы и
соотношения атомов
(С6 Н6 O)n
При n = 1 молекулярная масса 94
При n= 2 молекулярная масса 188
При = 3 молекулярная масса 282
Экспериментально найденная величина 89 позволяет считать что n= 1.
1.Формулируем результат Исследуемое вещество имеет формулу С6 Н6 ОЗадачи для самостоятельного решения:
Определите простейшую формулу углеводорода массовая доля углерода в котором 80%
Определите простейшую формулу соединения, массовые доли натрия, серы и кислорода, в которой соответственно равны: 29,11; 40,51; 30,38%
Массовая доля фосфора в одном из его оксидов равна 56,4% . Плотность паров этого вещества по кислороду равна 6,875. Установите молекулярную формулу вещества.
Найдите молекулярную формулу вещества , содержащего по массе 5,88% водорода и 94,12% серы. Плотность вещества при (н.у.) равна 1,518г/л Найдите молекулярную формулу вещества , содержащего по массе 30,43% азота и 69,57% кислорода. Плотность вещества при (н.у.) равна 2,054 г/л.г/л
Углеводород содержит 82,76% углерода. Определите его молекулярную формулу, учитывая, что плотность по воздуху равна 2.
Углеводород, плотность которого по водороду равна 39, содержит 92,31 % углерода. Найдите его молекулярную формулу.
Массовые доли углерода, водорода, кислорода соответственно равны 64,9%, 21,6% , 13, 5 %. Выведите формулу вещества. Постройте и назовите его изомеры.
Выведите формулы оксидов, если даны массовые доли элементов в них: а) С - 42,8%; б) Мn- 49,6%.
Отсканируйте решение и отправьте на электронный адрес: bogdanowskaj@mail.ru