Как да се определи масата на веществото в химията. Решение на изчислителни задачи в химията "до добив на продукт от теоретично възможно" Масова част от добива на реакционен продукт (ω "омега")

Изчисляване на масовата или обемната част на добива на продукта
(като процент) от теоретично възможното
Масовата (моларна, обемна) част от добива на продукта () е
съотношението на маса, количество вещество или обем практически
получено вещество до теоретично възможно:
практика.)
м
м
(теор.)

%100


практика.)

%100

(теор.)
V

V
практика.)

100
(теор.)
%,
 =
m (ν, V) (практ.) показва действителната маса (количество вещество, обем).
където
получени;
m (ν, V) (теор.) показва масата (количество вещество, обем), която
може да получи, ако няма загуби.
Задачи за добив на реакционния продукт от теоретично възможните
разделени на три вида.
1. Масата (обемът) на изходното вещество и масата (обемът) са известни
реакционен продукт. Определете масовата (обемната) част на продукцията
реакционен продукт.
ПРИМЕР В лабораторията чрез редукция на нитробензен с тегло 61,5 g
получен анилин с тегло 44 г. Определете масовата част (в%) на продукцията
анилин.
х мол
Решение.
0,5 mol
C6H5NO2 + 6[H] = C6H5NH2 + 2H2O
1 mol
1. Изчислете ν (C6H5NO2):
1 mol
= 0,5 (mol)
5,61
ν(C6H5NO2) = 123
2. Съгласно уравнението на реакцията, ние определяме теоретичната ν (C6H5NH2):
ν (C6H5NO2) \u003d ν (C6H5NH2) \u003d 0,5 mol
3. Определете теоретичната маса на анилина:
m (C6H5NH2) теор. \u003d ν (C6H5NH2) ∙ M (C6H5NH2) \u003d
= 0,5 ∙ 93 = 46,5 (g).
4. Определете масовата част на продукцията на анилин:
практика.)
м
м
(теор.)

44
5,46
 =
= 0,946, или 94,6%.

2. Масата (обемът) на изходния материал и делът (в %) от добива са известни
реакционен продукт. Определете практическата маса (обем) на продукта
реакции.
ПРИМЕР Изчислете масата на образувания калциев карбид, когато
действието на въглища върху калциев оксид с тегло 16,8 g, ако масовата част на продукцията
е 80% (или 0,8).
Решение.
0,3 mol
CaO+3C
1 mol
х мол

T

CaC2 + CO
1 mol
)CaO(m
)CaO(M
8,16
56

= 0,3 (mol).
1. ν (CaO) =
2. Съгласно уравнението на реакцията определяме теоретичното ν (CaС2):
ν (CaO) практ. = ν (CaС2) теор.  ν (CaС2) теор. = 0,3 (mol).
3. Изчисляваме практически полученото ν (CaС2):
ν (CaС2) практ. = ν (CaС2) теор. ∙  = 0,3 ∙ 0,8 = 0,24 (mol).
4. Изчисляваме практически получената маса на калциев карбид:
m (CaС2) практ. = ν (CaС2) практ. ∙ M = 0,24 ∙ 64 = 15,36 (g).
3. Масата (обема) на практически полученото вещество и пропорцията
добивът на този реакционен продукт. Изчислете масата (обема) на оригинала
вещества.
ПРИМЕР Изчислете масата на натриевия карбонат, необходима за
производство на въглероден окис (IV) с обем 28,56 l (n.a.) при масова част
добив 85%.
Решение.
х мол
Na2CO3 + 2HC = 2NaC + H
1 mol
1. Изчислете теоретично получения обем и количество вещество
2O+CO2
1,5 mol
1 mol
ℓ
ℓ
въглероден окис (IV):
V (CO2) теор. =
)CO(V
2

практичен

56,28
85,0
= 33,6 (l).
)CO(V
2
6,33
4,22
V
М
= 1,5 (mol).
v(CO2) =
2. Според уравнението на реакцията определяме ν (Na2CO3):
ν (Na2CO3) = ν (CO2)  ν (Na2CO3) = 1,5 (mol).
3. Определете масата на Na2CO3:
m (Na2CO3) = ν (Na2CO3) ∙ M (Na2CO3) = 1,5 ∙ 106 = 159 (g).

Решете сами:
1. Когато магнезият реагира с маса от 1,2 g с разтвор на сярна киселина
получена сол с тегло 5,5 г. Определете масовата част (%) на добива на продукта
реакции. (91,67%).
2. Когато натрият взаимодейства с количество вещество от 0,5 mol с вода
получи водород с обем 4,2 литра. Изчислете обемната част (%) на отделяне на газ.
(75%.)
3. Металният хром се получава чрез редукция на неговия оксид Cr2O3
метален алуминий. Изчислете масата на хрома, която може да бъде
получен чрез редукция на неговия оксид с тегло 228 kg, ако масовата част
добивът на хром е 95%. (148,2 кг.)
4. При сливане на натриев хидроксид с тегло 60 g и силициев оксид (IV)
образуват се 13 g водна пара. Определете масовата част (%) на продукцията
вода. (96,3%).
5. Определете каква маса мед ще реагира с концентрат
сярна киселина за получаване на серен оксид (IV) с обем 3,0 l (n.a.), ако
обемната част на продукцията на серен оксид (IV) е 90%. (9,51 g)
6. Изчислете количеството амоняк, което може да се получи чрез нагряване на хлорид
амоний с тегло 20 g с излишък от калциев хидроксид, ако обемната част
добивът на амоняк е 98%. (8,2 л.)
7. При преминаване на амоняк с обем 672 литра (n.a.) през разтвор от маса
900 g с масова част на азотна киселина 40% амониев нитрат се получава с маса
440,68 г. Определете масовата част (%) на добива на сол. (96%).
8. От фосфор с тегло 15,5 kg се получава фосфорна киселина с маса
41,6 кг. Изчислява се масовата част (%) на добива на продукта. (85%).
9. Колко сярна киселина може да се получи от елементарна
сяра с тегло 192 g, ако масовата част на добива на последния етап е 95%.
(5,7 mol.)
10. При преминаване на сероводород с обем 2,8 l (n.a.) през излишък
разтвор на меден (II) сулфат образува утайка с тегло 11,4 g. Определете
добив на реакционен продукт. (95%).
11. Чрез разтвор с тегло 50 g с масова част на натриев йодид 15%
пропуснат излишен хлор. Отделен е йод с тегло 5,6 г. Определете добива
реакционен продукт. (88,2%).
12. Към разтвор, съдържащ калциев хлорид, с тегло 4,5 g се добавя
разтвор, съдържащ натриев фосфат с тегло 4,1 г. Определете масата
получената утайка, ако добивът на реакционния продукт е 88%. (3,41 g)
13. Изчислете какъв е обемът на разтвор с масова част от калиев хидроксид
26% ( = 1,24 g/ml) са необходими за реакция с алуминий, за да се получи

водород с обем 10,64 литра, ако обемната част на добива на водород е
95%. (41,35 ml)
14. Определете количеството на веществото и обема (n.a.) на хлора, който
ще бъдат необходими за получаване на железен (III) хлорид с тегло 150 g при маса
делът на добива на сол е 92,3%. (1,5 mol; 33,6 l.)
15. При преминаване на смес, състояща се от серен оксид (IV) с обем 5 l и
кислород с обем 15 литра, чрез контактен апарат обемът се промени с 2 литра.
Определете обемната част (%) на добива на реакционния продукт. (80%).
16. По време на термичното разлагане на метан в количество от 14 mol,
ацетилен, чийто обем при n. г. възлиза на 120,96 литра. Изчислете масата
дял (%) от добива на продукта. (77%).
17. Изчислете масата на натриевия ацетат, използван за производството на метан
с тегло 80 g с масова част на продукта добив 70%. (586)
18. Определете масата на оцетната киселина, която се изразходва за синтез
оцетен етилов етер, ако получената маса от 70,4 g е 80% от
теоретичен. (60)
19. Изчислете масата на въглеродния тетрахлорид, който може да се получи
при хлориране на метан с обем 11,2 l с молекулярен хлор, обемът
което е равно на 56 l (n.a.). Добивът на продукта е 70% от теоретичния
възможен. (53,9)
20. По време на каталитичното хидрогениране на формалдехид се получава алкохол,
който реагира с метален натрий, за да образува водород
с обем 8,96 l (n.a.) Добивът на продукта на всеки етап от синтеза е
80%. Определете началната маса на формалдехид. (37,5 g)
21. При превръщането на равни обеми въглероден оксид (IV) и метан, обемът
смес се увеличава с 1,8 пъти. Определете коефициента на преобразуване. (90%).

В химията не можете без масата на веществата. В крайна сметка това е един от най-важните параметри на химичния елемент. Ще ви разкажем как да намерите масата на веществото по различни начини в тази статия.

На първо място, трябва да намерите желания елемент с помощта на периодичната таблица, която може да бъде изтеглена в интернет или закупена. Дробните числа под знака на даден елемент са неговата атомна маса. Трябва да се умножи по индекса. Индексът показва колко молекули от даден елемент се съдържат в дадено вещество.

Когато имате сложно вещество, трябва да умножите атомната маса на всеки елемент от веществото по неговия индекс. Сега трябва да добавите атомните маси, които сте получили. Тази маса се измерва в единици грамове/мол (g/mol). Как да намерим моларната маса на веществото, ще покажем чрез примера за изчисляване на молекулното тегло на сярна киселина и вода:
H2SO4 \u003d (H) * 2 + (S) + (O) * 4 \u003d 1 * 2 + 32 + 16 * 4 \u003d 98 g / mol;

H2O \u003d (H) * 2 + (O) \u003d 1 * 2 + 16 \u003d 18 g / mol.

Моларната маса на прости вещества, които се състоят от един елемент, се изчислява по същия начин.
Можете да изчислите молекулното тегло от съществуваща таблица за молекулно тегло, която може да бъде изтеглена от интернет или закупена от книжарница
Можете да изчислите моларната маса с помощта на формули и да я приравните към молекулното тегло. В този случай мерните единици трябва да бъдат променени от "g / mol" на "a.m.u."
Когато, например, знаете обема, налягането, масата и температурата по скалата на Келвин (ако Целзий, тогава трябва да преведете), тогава можете да разберете как да намерите молекулното тегло на вещество, използвайки уравнението на Менделеев-Клаперон :

M = (m*R*T)/(P*V),

където R е универсалната газова константа; M е молекулярната (моларна маса), a.m.u.
Можете да изчислите моларната маса, като използвате формулата:
където n е количеството вещество; m е масата на даденото вещество. Тук трябва да изразите количеството вещество, като използвате обем (n = V / VM) или числото на Авогадро (n = N / NA).
Ако е дадена стойността на обема на газ, тогава неговото молекулно тегло може да се намери, като се вземе запечатан контейнер с известен обем и се изпомпва въздух от него. Сега трябва да претеглите балона на везните. След това напомпайте газ в него и го претеглете отново. Разликата между масите на празен цилиндър и газов цилиндър е масата на газа, от който се нуждаем.
Когато трябва да извършите процеса на криоскопия, трябва да изчислите молекулното тегло, като използвате формулата:
M = P1*Ek*(1000/P2*Δtk),

където P1 е масата на разтвореното вещество, g; P2 е масата на разтворителя, g; Ek е криоскопичната константа на разтворителя, която може да се намери в съответната таблица. Тази константа е различна за различните течности; Δtk е температурната разлика, измерена с термометър.

Сега знаете как да намерите масата на вещество, независимо дали е просто или сложно, във всяко състояние на агрегат.

знак

Думата „изход“ се намира в условието на проблема. Теоретичният добив на продукта винаги е по-висок от практическия.

Концепции "теоретична маса или обем, практическа маса или обем"може да се използва само за продукти.

Частта на добива на продукта се означава с буквата

(това), измерено в проценти или дялове.

Количественият резултат може да се използва и за изчисления:

Първият тип задачи – Масата (обемът) на изходното вещество и масата (обемът) на реакционния продукт са известни. Необходимо е да се определи добивът на реакционния продукт в%.

Задача 1. При взаимодействието на магнезий с тегло 1,2 g с разтвор на сярна киселина се получава сол с тегло 5,5 g. Определете добива на реакционния продукт (%).

	дадени: m (Mg) \u003d 1,2 g m практически (MgSO 4) = 5,5 g _____________________ Намирам:

	M (Mg) \u003d 24 g / mol M (MgSO 4) \u003d 24 + 32 + 4 · 16 \u003d 120 g / mol
	ν( Mg) \u003d 1,2 g / 24 (g / mol) \u003d 0,05 mol
5. Използвайки CSR, ние изчисляваме теоретичното количество на веществото (ν theor) и теоретичната маса (m theor) на реакционния продукт	m = ν M m теория (MgSO 4) = M (MgSO 4) ν теория (MgSO 4) = 120 g/mol 0,05 mol = 6 g
	(MgSO 4) \u003d (5,5g 100%) / 6g \u003d 91,7% Отговор: Добивът на магнезиев сулфат е 91,7% спрямо теоретичния

Вторият тип задачи – Масата (обемът) на изходното вещество (реагент) и добивът (в %) на реакционния продукт са известни. Необходимо е да се намери практическата маса (обем) на реакционния продукт.

Задача 2. Изчислете масата на калциевия карбид, образуван при действието на въглища върху калциев оксид с тегло 16,8 g, ако добивът е 80%.

1. Запишете кратко условие на проблема	дадени: m(CaO) = 16,8 g С 80% или с 0.8 ____________________ Намирам: m практика (CaC 2 ) =?
2. Нека запишем UHR. Нека зададем коефициентите. Под формулите (от дадените) записваме стехиометричните съотношения, показани от уравнението на реакцията.
3. Намираме моларните маси на подчертаните вещества по PSCE	M (CaO) \u003d 40 + 16 \u003d 56 g / mol M (CaC 2 ) \u003d 40 + 2 12 \u003d 64 g / mol
4. Намерете количеството на реактивното вещество по формулите	ν(CaO )=16,8 (g) / 56 (g/mol) = 0,3 mol
5. Според CSR изчисляваме теоретичното количество материя (ν теория) и теоретичната маса ( m теор ) реакционен продукт
6. Намираме масовата (обемната) част на добива на продукта по формулата	m практически (CaC 2 ) = 0,8 19,2 g = 15,36 g Отговор: m практически (CaC 2 ) = 15,36 g

Трети тип задачи– Масата (обемът) на практически полученото вещество и добивът на този реакционен продукт са известни. Необходимо е да се изчисли масата (обема) на изходното вещество.

Задача 3. Натриевият карбонат взаимодейства със солна киселина. Изчислете колко натриев карбонат трябва да се вземе, за да се получи въглероден окис ( IV) с обем 28,56 литра (n.a.). Практическият добив на продукта е 85%.

1. Запишете кратко условие на проблема

Дадено: n. г.

V m \u003d 22,4 l / mol

V практически (CO 2 ) = 28,56 l

С 85% или с 0.85

_____________________

Намирам:

m(Na 2 CO 3) \u003d?

2. Намираме моларните маси на веществата според PSCE, ако е необходимо

M (Na 2 CO 3) \u003d 2 23 + 12 + 3 16 \u003d 106 g / mol

3. Изчисляваме теоретично получения обем (маса) и количеството вещество на реакционния продукт, като използваме формулите:5. Определете масата (обема) на реагента по формулата:

m = ν M

V = ν Vm

m = ν M

m (Na 2 CO 3) \u003d 106 g / mol 1,5 mol \u003d 159 g

РЕШЕТЕ ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВАТА

№1.

Когато натрият реагира с количество от вещество от 0,5 mol с вода, се получава водород с обем от 4,2 литра (n.a.). Изчислете практическия добив на газ (%).

Металният хром се получава чрез редуциране на неговия оксид Cr 2 O 3 с метален алуминий. Изчислете масата на хрома, която може да се получи чрез редуциране на неговия оксид с маса 228 g, ако практическият добив на хром е 95%.

№3.

Определете каква маса мед ще реагира с концентрирана сярна киселина, за да се получи серен (IV) оксид с обем 3 l (N.O.), ако добивът на серен оксид (IV) е 90%.

№4.

Разтвор, съдържащ 4,1 g натриев фосфат, се добавя към разтвор, съдържащ калциев хлорид с тегло 4,1 g. Определете масата на получената утайка, ако добивът на реакционния продукт е 88%.

За да направите това, трябва да добавите масите на всички атоми в тази молекула.

Пример 1. Във водната молекула H 2 O 2 водородни атома и 1 кислороден атом. Атомната маса на водорода \u003d 1 и кислорода \u003d 16. Следователно молекулната маса на водата е 1 + 1 + 16 \u003d 18 единици атомна маса, а моларната маса на водата = 18 g / mol.

Пример 2. В молекула на сярна киселина H 2 SO 4 има 2 водородни атома, 1 серен атом и 4 кислородни атома. Следователно молекулното тегло на това вещество ще бъде 1 2 + 32 + 4 16 \u003d 98 amu, а моларната маса ще бъде 98 g / mol.

Пример 3. В молекула алуминиев сулфат Al 2 (SO 4 ) 3 2 алуминиеви атома, 3 серни атома и 12 кислородни атома. Молекулното тегло на това вещество е 27 2 + 32 3 + 16 12 = 342 amu, а моларната маса е 342 g / mol.

Мол, моларна маса

Моларната маса е съотношението на масата на веществото към количеството на веществото, т.е. M(x) = m(x)/n(x), (1)

където M(x) е моларната маса на веществото X, m(x) е масата на веществото X, n(x) е количеството на веществото X.

Единицата SI за моларна маса е kg/mol, но обикновено се използва единицата g/mol. Единица за маса - g, kg.

Единицата SI за количеството вещество е мол.

Един мол е такова количество вещество, което съдържа 6,02 10 23 молекули от това вещество.

Всеки проблем в химията се решава чрез количеството вещество. Трябва да запомните основните формули:

n(x) =m(x)/ M(x)

или общата формула: n(x) =m(x)/M(x) = V(x)/Vm = N/N A, (2)

където V(x) е обемът на веществото X(l), Vm е моларният обем на газа при n.o. (22,4 l / mol), N - брой частици, N A - константа на Авогадро (6,02 10 23).

Пример 1. Определете масата на натриев йодид NaI с количество 0,6 mol.

Пример 2. Определете количеството атомно борно вещество, съдържащо се в натриев тетраборат Na 2 B 4 O 7 с тегло 40,4 g.

m (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 g.

Моларната маса на натриевия тетраборат е 202 g/mol.

Определете количеството вещество Na 2 B 4 O 7:

n (Na 2 B 4 O 7) \u003d m (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 / 202 \u003d 0,2 mol.

Спомнете си, че 1 mol молекула натриев тетраборат съдържа 2 mol натриеви атоми, 4 mol атоми бор и 7 mol атоми кислород (вижте формулата на натриев тетраборат).

Тогава количеството вещество на атомния бор е равно на:

n (B) \u003d 4 n (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol.

Пространството около нас е изпълнено с различни физически тела, които се състоят от различни вещества с различна маса. Училищните курсове по химия и физика, въвеждащи концепцията и метода за намиране на масата на веществото, бяха слушани и безопасно забравени от всички, които са учили в училище. Но междувременно теоретичните знания, придобити веднъж, може да са необходими в най-неочаквания момент.

Изчисляване на масата на вещество, като се използва специфичната плътност на веществото. Пример - има една бъчва 200 литра. Трябва да напълните цевта с всяка течност, да речем, светла бира. Как да намерим масата на напълнен варел? Използвайки формулата за плътност на веществото p=m/V, където p е специфичната плътност на веществото, m е масата, V е заетият обем, е много лесно да се намери масата на пълен варел:

Мерки за обем - кубични сантиметри, метри. Тоест варел от 200 литра има обем от 2 m³.
Мярката за специфично тегло се намира с помощта на таблици и е постоянна стойност за всяко вещество. Плътността се измерва в kg/m³, g/cm³, t/m³. Плътността на светлата бира и други алкохолни напитки можете да видите на уебсайта. Тя е 1025,0 kg/m³.
От формулата за плътност p \u003d m / V => m \u003d p * V: m = 1025,0 kg / m³ * 2 m³ = 2050 kg.

Един варел от 200 литра, напълно пълен със светла бира, ще има маса от 2050 кг.

Намиране на масата на веществото с помощта на моларната маса. M (x) \u003d m (x) / v (x) е съотношението на масата на веществото към неговото количество, където M (x) е моларната маса на X, m (x) е масата на X, v (x) е количеството на веществото X Ако в условието на проблема е предписан само 1 известен параметър - моларната маса на дадено вещество, тогава намирането на масата на това вещество не е трудно. Например, необходимо е да се намери масата на натриев йодид NaI с количество вещество 0,6 mol.

Моларната маса се изчислява в унифицираната система за измерване SI и се измерва в kg / mol, g / mol. Моларната маса на натриевия йодид е сумата от моларните маси на всеки елемент: M (NaI)=M (Na)+M (I). Стойността на моларната маса на всеки елемент може да се изчисли от таблицата или можете да използвате онлайн калкулатора на сайта: M (NaI) \u003d M (Na) + M (I) \u003d 23 + 127 \u003d 150 (g / mol).
От общата формула M (NaI) \u003d m (NaI) / v (NaI) => m (NaI) \u003d v (NaI) * M (NaI) = 0,6 mol * 150 g / mol = 90 грама.

Масата на натриев йодид (NaI) с масова част от веществото 0,6 mol е 90 грама.

Намиране на масата на веществото чрез неговата масова част в разтвор. Формулата за масовата част на веществото е ω \u003d * 100%, където ω е масовата част на веществото, а m (вещество) и m (разтвор) са маси, измерени в грамове, килограми. Общото съотношение на разтвора винаги се приема за 100%, в противен случай ще има грешки в изчислението. Лесно е да се изведе формулата за масата на веществото от формулата за масовата част на веществото: m (вещество) \u003d [ω * m (разтвор)] / 100%. Има обаче някои характеристики на промяна на състава на разтвора, които трябва да се вземат предвид при решаването на проблеми по тази тема:

Разреждане на разтвора с вода. Масата на разтвореното X вещество не се променя m (X)=m'(X). Масата на разтвора се увеличава с масата на добавената вода m '(p) \u003d m (p) + m (H 2 O).
Изпаряване на вода от разтвора. Масата на разтвореното вещество X не се променя m (X)=m' (X). Масата на разтвора се намалява от масата на изпарената вода m '(p) \u003d m (p) -m (H 2 O).
Отводняване на два разтвора. Масите на разтворите, както и масите на разтвореното вещество X, се сумират при смесване: m '' (X) \u003d m (X) + m ' (X). m '' (p) \u003d m (p) + m '(p).
Отпадане на кристали. Масите на разтвореното вещество X и разтвора се редуцират от масата на утаените кристали: m '(X) \u003d m (X) -m (утайка), m '(p) \u003d m (p) -m (утайка).

Алгоритъм за намиране на масата на продукт от реакцията (вещество), ако е известен добивът на продукта от реакцията. Добивът на продукта се намира по формулата η=*100%, където m (x практически) е масата на продукта x, който се получава в резултат на практическия реакционен процес, m (x теоретичният) е изчислена маса на веществото x. Следователно m (x практически)=[η*m (x теоретично)]/100% и m (x теоретично)=/η. Теоретичната маса на получения продукт винаги е по-голяма от практическата поради грешката на реакцията и е 100%. Ако задачата не дава масата на продукта, получен при практическа реакция, тогава тя се приема за абсолютна и равна на 100%.

Опциите за намиране на масата на веществото са полезен курс на обучение, но методи, които са доста приложими на практика. Всеки може лесно да намери масата на търсеното вещество, като приложи горните формули и използва предложените таблици. За да улесните задачата, запишете всички реакции, техните коефициенти.