مشكلة يجب حلها في الكيمياء. حل المشكلات النموذجية في الكيمياء
مؤسسة تعليمية الميزانية البلدية
"متوسط مدرسة شاملة № 37
مع دراسة متعمقة للمواضيع الفردية "
فيبورغ ، منطقة لينينغراد
"حل مشاكل الحساب مستوى متقدمالصعوبات "
(مواد للتحضير للامتحان)
مدرس كيمياء
بودكلادوفا ليوبوف ميخائيلوفنا
2015
تظهر إحصائيات امتحان الدولة الموحد أن حوالي نصف الطلاب يتعاملون مع نصف المهام. تحليل نتائج الشيك نتائج الاستخدامفي طلاب الكيمياء في مدرستنا ، توصلت إلى استنتاج مفاده أنه من الضروري تقوية العمل على حل المشكلات الحسابية ، لذلك اخترت موضوع منهجي"حل المشاكل ذات التعقيد المتزايد".
مهام - نوع خاصالمهام التي تتطلب من الطلاب تطبيق المعرفة في تجميع معادلات التفاعل ، وأحيانًا عدة ، وتجميع سلسلة منطقية في إجراء العمليات الحسابية. نتيجة لهذا القرار ، يجب الحصول على حقائق ومعلومات جديدة وقيم الكميات من مجموعة معينة من البيانات الأولية. إذا كانت الخوارزمية الخاصة بإكمال مهمة ما معروفة مسبقًا ، فإنها تتحول من مهمة إلى تمرين ، والغرض منه هو تحويل المهارات إلى مهارات ، ونقلها إلى الأتمتة. لذلك ، في الدروس الأولى لإعداد الطلاب للامتحان ، أذكرك بالقيم ووحدات قياسها.
قيمة
تعيين
الوحدات
في أنظمة مختلفة
g ، mg ، kg ، t ، ... * (1g \ u003d 10 -3 kg)
ل ، مل ، سم 3 ، م 3 ، ...
* (1 مل = 1 سم 3 ، 1 م 3 = 1000 لتر)
كثافة
جم / مل ، كجم / لتر ، جم / لتر ، ...
الكتلة الذرية النسبية
الوزن الجزيئي النسبي
الكتلة المولية
ز / مول ، ...
الحجم المولي
Vm أو Vm
لتر / مول ، ... (عند n.o. - 22.4 لتر / مول)
كمية الجوهر
الخلد ، كمول ، ملي مول
الكثافة النسبية لغاز واحد فوق الآخر
جزء الكتلة من مادة في خليط أو محلول
جزء الحجم من مادة في خليط أو محلول
التركيز المولي
مول / لتر
إخراج المنتج من الممكن نظريا
ثابت أفوجادرو
لا
6.02 10 23 مول -1
درجة الحرارة
t0 أو
درجة مئوية
على مقياس كلفن
ضغط
باسكال ، كيلو باسكال ، أجهزة الصراف الآلي ، مم. RT. فن.
ثابت الغاز العالمي
8.31 جول / مول ك
الظروف الطبيعية
ر 0 \ u003d 0 0 C أو T \ u003d 273K
P \ u003d 101.3 كيلو باسكال \ u003d 1 atm \ u003d 760 مم. RT. فن.
ثم أقترح خوارزمية لحل المشكلات ، والتي كنت أستخدمها منذ عدة سنوات في عملي.
"خوارزمية لحل المشاكل الحسابية".
الخامس(ص- را)الخامس(ص- را)
↓ρ ∙ الخامسم/ ρ
م(ص- را)م(ص- را)
↓م∙ ω م/ ω
م(in-va)م(in-va)
↓ م/ مم∙ ن
ن 1 (in-va)-- عن طريق اور. المقاطعات.→ ن 2 (in-va)→
الخامس(غاز) / الخامس م ↓ ن∙ الخامس م
الخامس 1 (غاز)الخامس 2 (غاز)
تستخدم الصيغ لحل المشكلات.
ن = م / من(غاز) = الخامس(غاز) / الخامس م ن = ن / ن أ
ρ = م / الخامس
د = م 1 (غاز) / م 2 (غاز)
د(ح 2 ) = م(غاز) / 2 د(هواء) = م(غاز) / 29
(M (H 2) \ u003d 2 جم / مول ؛ M (هواء.) \ u003d 29 جم / مول)
ω = م(in-va) / م(مخاليط أو محاليل) = الخامس(in-va) / الخامس(مخاليط أو محاليل)
= م(ممارسة) / م(نظرية) = ن(ممارسة) / ن(نظرية) = الخامس(ممارسة) / الخامس(نظري).
ج = ن / الخامس
M (مخاليط غازية) = الخامس 1 (غاز) ∙ م 1 (غاز) + الخامس 2 (غاز) ∙ م 2 (غاز) / الخامس(مخاليط غازية)
معادلة مندليف - كلابيرون:
ص∙ الخامس = ن∙ ص∙ تي
لاجتياز الاختبار ، حيث تكون أنواع المهام معيارية تمامًا (رقم 24 ، 25 ، 26) ، يجب على الطالب أولاً وقبل كل شيء إظهار المعرفة بخوارزميات الحساب القياسية ، وفقط في المهمة رقم 39 يمكنه تنفيذ مهمة مع خوارزمية غير محددة بالنسبة له.
إن تصنيف المشكلات الكيميائية ذات التعقيد المتزايد معقد بسبب حقيقة أن معظمها مشاكل مشتركة. قسمت مهام الحساب إلى مجموعتين.
1. المهام بدون استخدام معادلات التفاعل. يتم وصف بعض حالات المادة أو نظام معقد. معرفة بعض خصائص هذه الحالة ، لا بد من إيجاد أخرى. من الأمثلة على ذلك المهام:
1.1 حسابات حسب صيغة المادة ، خصائص جزء المادة
1.2 حسابات وفقًا لخصائص تركيبة الخليط ، المحلول.
تم العثور على المهام في امتحان الدولة الموحد - رقم 24. بالنسبة للطلاب ، فإن حل مثل هذه المشاكل لا يسبب صعوبات.
2. المهام باستخدام معادلة تفاعل واحدة أو أكثر. لحلها ، بالإضافة إلى خصائص المواد ، من الضروري استخدام خصائص العمليات. في مهام هذه المجموعة ، يمكن تمييز الأنواع التالية من المهام ذات التعقيد المتزايد:
2.1 تشكيل الحلول.
1) ما هي كتلة أكسيد الصوديوم التي يجب إذابتها في 33.8 مل من الماء للحصول على محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 4٪.
تجد:
م (Na 2 O)
معطى:
V (H 2 O) = 33.8 مل
ω (هيدروكسيد الصوديوم) = 4٪
ρ (H 2 O) = 1 جم / مل
M (هيدروكسيد الصوديوم) = 40 جم / مول
م (H 2 O) = 33.8 جرام
Na 2 O + H 2 O \ u003d 2 NaOH
1 مول 2 مول
دع كتلة Na 2 O = x.
ن (Na 2 O) \ u003d x / 62
ن (هيدروكسيد الصوديوم) = س / 31
م (هيدروكسيد الصوديوم) = 40x / 31
م (الحل) = 33.8 + س
0.04 = 40 س / 31 ∙ (33.8 + x)
س \ u003d 1.08 ، م (Na 2 O) \ u003d 1.08 جم
الجواب: م (Na 2 O) \ u003d 1.08 جم
2) حتى 200 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم (ρ \ u003d 1.2 جم / مل) مع جزء كتلة من القلويات بنسبة 20 ٪ تمت إضافة صوديوم معدني يزن 69 جم.
ما هو الكسر الكتلي للمادة في المحلول الناتج؟
تجد:
ω 2 (هيدروكسيد الصوديوم)
معطى:
محلول V (NaO H) = 200 مل
ρ (محلول) = 1.2 جم / مل
ω 1 (هيدروكسيد الصوديوم) = 20٪
م (نا) = 69 جم
M (Na) = 23 جم / مول
يتفاعل الصوديوم المعدني مع الماء في محلول قلوي.
2Na + 2H 2 O \ u003d 2 NaOH + H 2
1 مول 2 مول
م 1 (p-ra) = 200 ∙ 1.2 = 240 (جم)
م 1 (هيدروكسيد الصوديوم) في فا = 240 ∙ 0.2 = 48 (ز)
ن (نا) = 69/23 = 3 (مول)
ن 2 (هيدروكسيد الصوديوم) = 3 (مول)
م 2 (هيدروكسيد الصوديوم) = 3 ∙ 40 = 120 (جم)
م المجموع (هيدروكسيد الصوديوم) = 120 + 48 = 168 (ز)
ن (H 2) = 1.5 مول
م (ح 2) \ u003d 3 جم
م (p-ra بعد p-tion) \ u003d 240 + 69 - 3 \ u003d 306 (ز)
ω 2 (هيدروكسيد الصوديوم) = 168/306 = 0.55 (55٪)
الجواب: ω 2 (هيدروكسيد الصوديوم) = 55٪
3) ما هي كتلة أكسيد السيلينيوم (السادس) يجب أن يضاف إلى 100 جم من محلول 15٪ من حمض السيلينيك لمضاعفة الكسر الكتلي؟
تجد:
م (سيو 3)
معطى:
م 1 (H 2 SeO 4) محلول = 100 جم
ω 1 (H 2 SeO 4) = 15٪
ω 2 (H 2 SeO 4) = 30٪
M (SeO 3) = 127 جم / مول
M (H 2 SeO 4) = 145 جم / مول
م 1 (H 2 SeO 4) = 15 جم
سيو 3 + H 2 O \ u003d H 2 SeO 4
1 مول 1 مول
دع m (SeO 3) = x
ن (سيو 3) = س / 127 = 0.0079x
عدد 2 (H 2 SeO 4) = 0.0079x
م 2 (H 2 SeO 4) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x
م المجموع. (H 2 SeO 4) = 1.1455x + 15
م 2 (r-ra) \ u003d 100 + x
ω (هيدروكسيد الصوديوم) \ u003d م (هيدروكسيد الصوديوم) / م (محلول)
0.3 = (1.1455 س + 1) / 100 + س
س = 17.8 ، م (سيو 3) = 17.8 جرام
الجواب: م (سيو 3) = 17.8 جم
2.2 الحساب بواسطة معادلات التفاعل عندما تكون إحدى المواد زائدة /
1) إلى محلول يحتوي على 9.84 جم من نترات الكالسيوم يضاف محلول يحتوي على 9.84 جم من أورثو فوسفات الصوديوم. يتم ترشيح المادة المترسبة المتكونة وتبخر المادة المرشحة. حدد كتل نواتج التفاعل وتكوين البقايا الجافة في الكسور الكتلية بعد تبخر المرشح ، بافتراض أن الأملاح اللامائية تتكون.
تجد:
ω (NaNO3)
ω (Na 3 PO 4)
معطى:
م (Ca (NO 3) 2) = 9.84 جم
م (Na 3 PO 4) = 9.84 جم
M (Na 3 PO 4) = 164 جم / مول
M (Ca (NO 3) 2) = 164 جم / مول
M (NaNO 3) = 85 جم / مول
M (Ca 3 (PO4) 2) = 310 جم / مول
2Na 3 PO 4 + 3 Сa (NO 3) 2 \ u003d 6NaNO 3 + Ca 3 (PO 4) 2 ↓
2 خلد 3 خلد 6 خلد 1 خلد
إجمالي n (Сa (NO 3) 2) = n (Na 3 PO 4) المجموع. = 9.84 / 164 =
Ca (NO 3) 2 0.06 / 3< 0,06/2 Na 3 PO 4
يتم تناول Na 3 PO 4 بشكل زائد ،
نجري حسابات لـ n (Сa (NO 3) 2).
ن (Ca 3 (PO4) 2) = 0.02 مول
م (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 ∙ 0.02 = 6.2 (جم)
ن (NaNO 3) = 0.12 مول
م (NaNO 3) = 85 ∙ 0.12 = 10.2 (جم)
يتضمن تكوين المرشح محلول NaNO 3 و
محلول فائض Na 3 PO 4.
ن مناسبة. (Na 3 PO 4) = 0.04 مول
ن الراحة. (Na 3 PO 4) = 0.06 - 0.04 = 0.02 (مول)
م الراحة. (Na 3 PO 4) = 164 ∙ 0.02 = 3.28 (جم)
تحتوي البقايا الجافة على خليط من أملاح NaNO 3 و Na 3 PO 4.
م (الراحة الجافة) = 3.28 + 10.2 = 13.48 (ز)
ω (NaNO 3) = 10.2 / 13.48 = 0.76 (76٪)
ω (Na 3 PO 4) = 24٪
الإجابة: ω (NaNO 3) = 76٪ ، ω (Na 3 PO 4) = 24٪
2) كم لتر من الكلور سيتم إطلاقه إذا 200 مل من حمض الهيدروكلوريك 35 ٪
(ρ \ u003d 1.17 جم / مل) أضف 26.1 جم من أكسيد المنغنيز (رابعا)؟ كم غرام من هيدروكسيد الصوديوم في محلول بارد سيتفاعل مع هذه الكمية من الكلور؟
تجد:
V (Cl2)
م (NaO H)
معطى:
م (MnO 2) = 26.1 جم
ρ (محلول حمض الهيدروكلوريك) = 1.17 جم / مل
ω (حمض الهيدروكلوريك) = 35٪
محلول V (حمض الهيدروكلوريك) = 200 مل.
M (MnO 2) = 87 جم / مول
M (HCl) = 36.5 جم / مول
M (هيدروكسيد الصوديوم) = 40 جم / مول
V (Cl 2) = 6.72 (لتر)
م (هيدروكسيد الصوديوم) = 24 (ز)
MnO 2 + 4 HCl \ u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2 H 2 O
1 مول 4 مول 1 مول
2 NaO H + Cl 2 = Na Cl + Na ClO + H 2 O
2 مول 1 مول
ن (MnO 2) = 26.1 / 87 = 0.3 (مول)
حل م (НCl) = 200 ∙ 1.17 = 234 (ج)
م المجموع (НCl) = 234 ∙ 0.35 = 81.9 (جرام)
ن (НCl) = 81.9 / 36.5 = 2.24 (مول)
0,3 < 2.24 /4
حمض الهيدروكلوريك - الزائدة ، حسابات لـ n (MnO 2)
n (MnO 2) \ u003d n (Cl 2) \ u003d 0.3 مول
V (Cl 2) = 0.3 ∙ 22.4 = 6.72 (لتر)
ن (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.6 مول
م (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.6 ∙ 40 = 24 (د)
2.3 تكوين المحلول الذي تم الحصول عليه أثناء التفاعل.
1) في 25 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم 25٪ (ρ \ u003d 1.28 جم / مل) أكسيد الفوسفور مذاب (الخامس) حصل عليها من أكسدة 6.2 غرام من الفوسفور. ما هو تركيب الملح وما هو جزء كتلته في المحلول؟
تجد:
ω (أملاح)
معطى:
محلول V (هيدروكسيد الصوديوم) = 25 مل
ω (هيدروكسيد الصوديوم) = 25٪
م (ف) = 6.2 جرام
محلول (هيدروكسيد الصوديوم) = 1.28 جم / مل
M (هيدروكسيد الصوديوم) = 40 جم / مول
M (P) = 31 جم / مول
M (P 2 O 5) = 142 جم / مول
M (NaH 2 PO 4) = 120 جم / مول
4P + 5O 2 \ u003d 2 P 2 O 5
4 مول 2 مول
6 NaO H + P 2 O 5 \ u003d 2 Na 3 RO 4 + 3 H 2 O
4 نا O H + P 2 O 5 \ u003d 2 Na 2 H PO 4 + H 2 O
ن (ف) = 6.2 / 31 = 0.2 (مول)
ن (P 2 O 5) = 0.1 مول
م (P 2 O 5) = 0.1 ∙ 142 = 14.2 (ج)
م (NaO · H) محلول = 25 ∙ 1.28 = 32 (جم)
م (NaO H) في va = 0.25 ∙ 32 = 8 (ز)
ن (NaO H) في va \ u003d 8/40 \ u003d 0.2 (مول)
وفقًا للنسبة الكمية لـ NaO H و P 2 O 5
يمكن استنتاج أن الملح الحمضي NaH 2 PO 4 يتكون.
2 NaO H + P 2 O 5 + H 2 O \ u003d 2 NaH 2 PO 4
2 مول 1 مول 2 مول
0.2 مول 0.1 مول 0.2 مول
ن (NaH 2 PO 4) = 0.2 مول
م (NaH 2 PO 4) = 0.2 ∙ 120 = 24 (جم)
م (p-ra بعد p-tion) \ u003d 32 + 14.2 \ u003d 46.2 (g)
ω (NaH 2 PO 4) = 24 / 46.2 = 0 52 (52٪)
الجواب: ω (NaH 2 PO 4) = 52٪
2) في التحليل الكهربائي لـ 2 لتر من محلول مائي من كبريتات الصوديوم مع جزء كتلي من الملح 4٪
(ρ = 1.025 جم / مل) تم إطلاق 448 لترًا من الغاز على الأنود غير القابل للذوبان. حدد الجزء الكتلي لكبريتات الصوديوم في المحلول بعد التحليل الكهربائي.
تجد:
م (Na 2 O)
معطى:
V (r-ra Na 2 SO 4) \ u003d 2l \ u003d 2000 مل
ω (Na 2 SO 4) = 4٪
ρ (r-ra Na 2 SO 4) \ u003d 1 جم / مل
M (H 2 O) = 18 جم / مول
V (O 2) = 448 لتر
V M = 22.4 لتر / مول
أثناء التحليل الكهربائي لكبريتات الصوديوم ، يتحلل الماء ، ويتم إطلاق غاز الأكسجين عند الأنود.
2 H 2 O \ u003d 2 H 2 + O 2
2 مول 1 مول
ن (O 2) = 448 / 22.4 = 20 (مول)
ن (H 2 O) = 40 مول
م (H 2 O) فك. = 40 ∙ 18 = 720 (جم)
م (r-ra to el-za) = 2000 ∙ 1.025 = 2050 (جم)
م (Na 2 SO 4) في va = 2050 ∙ 0.04 = 82 (جرام)
م (محلول بعد el-za) = 2050-720 = 1330 (جم)
ω (Na 2 SO 4) = 82/1330 = 0.062 (6.2٪)
الإجابة: ω (Na 2 SO 4) = 0.062 (6.2٪)
2.4 يدخل خليط من تركيبة معروفة في التفاعل ؛ من الضروري إيجاد أجزاء من الكواشف المستهلكة و / أو المنتجات المتحصل عليها.
1) تحديد حجم خليط غاز أكسيد الكبريت (رابعا) والنيتروجين ، الذي يحتوي على 20٪ من ثاني أكسيد الكبريت بالكتلة ، والذي يجب أن يمر عبر 1000 جم من محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 4٪ بحيث تصبح الكسور الكتلية للأملاح المتكونة في المحلول كما هي.
تجد:
الخامس (الغازات)
معطى:
م (هيدروكسيد الصوديوم) = 1000 جم
ω (هيدروكسيد الصوديوم) = 4٪
م (ملح متوسط) =
م (ملح حامض)
M (هيدروكسيد الصوديوم) = 40 جم / مول
الجواب: V (الغازات) = 156.8
NaO H + SO 2 = NaHSO 3 (1)
1 خلد 1 خلد
2NaO H + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O (2)
2 مول 1 مول
م (هيدروكسيد الصوديوم) في فا = 1000 ∙ 0.04 = 40 (جم)
ن (هيدروكسيد الصوديوم) = 40/40 = 1 (مول)
دع n 1 (NaOH) \ u003d x ، ثم n 2 (NaOH) \ u003d 1 - x
n 1 (SO 2) \ u003d n (NaHSO 3) \ u003d x
M (NaHSO 3) \ u003d 104 × n 2 (SO 2) \ u003d (1 - x) / 2 \ u003d 0.5 ∙ (1-س)
م (Na 2 SO 3) = 0.5 ∙ (1-س) ∙ 126 = 63 (1 - س)
104 × \ u003d 63 (1 - س)
س = 0.38 مول
ن 1 (SO 2) = 0.38 مول
ن 2 (SO 2) = 0.31 مول
ن المجموع (SO 2) = 0.69 مول
م المجموع (SO 2) = 0.69 ∙ 64 \ u003d 44.16 (ز) - هذا 20 ٪ من كتلة خليط الغاز. كتلة غاز النيتروجين 80٪.
م (N 2) \ u003d 176.6 جم ، n 1 (N 2) \ u003d 176.6 / 28 \ u003d 6.31 مول
ن المجموع (الغازات) = 0.69 + 6.31 = 7 مول
الخامس (الغازات) = 7 ∙ 22.4 = 156.8 (لتر)
2) عند إذابة 2.22 جم من خليط من برادة الحديد والألمنيوم في محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 18.25٪ (ρ = 1.09 جم / مل) تم إطلاق 1344 مل من الهيدروجين (n.o.). أوجد النسبة المئوية لكل معدن في الخليط وحدد حجم حمض الهيدروكلوريك المطلوب لإذابة 2.22 جم من الخليط.
تجد:
ω (Fe)
ω (آل)
محلول V (حمض الهيدروكلوريك)
معطى:
م (مخاليط) = 2.22 جم
ρ (محلول حمض الهيدروكلوريك) = 1.09 جم / مل
ω (حمض الهيدروكلوريك) = 18.25٪
M (Fe) = 56 جم / مول
M (Al) = 27 جم / مول
M (HCl) = 36.5 جم / مول
الإجابة: ω (Fe) = 75.7٪ ،
ω (Al) = 24.3٪ ،
محلول V (حمض الهيدروكلوريك) = 22 مل.
Fe + 2HCl = 2 FeCl 2 + H 2
1 مول 2 مول 1 مول
2Al + 6HCl \ u003d 2 AlCl 3 + 3H 2
2 مول 6 مول 3 مول
ن (H 2) = 1.344 / 22.4 = 0.06 (مول)
دع m (Al) \ u003d x ، ثم m (Fe) \ u003d 2.22 - x ؛
n 1 (H 2) \ u003d n (Fe) \ u003d (2.22 - x) / 56
ن (Al) \ u003d س / 27
ن 2 (H 2) \ u003d 3x / 27 ∙ 2 = س / 18
س / 18 + (2.22 - س) / 56 = 0.06
س \ u003d 0.54 ، م (Al) \ u003d 0.54 جم
ω (Al) = 0.54 / 2.22 = 0.243 (24.3٪)
ω (Fe) = 75.7٪
ن (Al) = 0.54 / 27 = 0.02 (مول)
م (Fe) = 2.22 - 0.54 = 1.68 (جم)
ن (Fe) = 1.68 / 56 = 0.03 (مول)
ن 1 (НCl) = 0.06 مول
ن (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.05 مول
محلول م (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (جم)
محلول V (HCl) = 24 / 1.09 = 22 (مل)
3) تم تمرير الغاز الناتج عن إذابة 9.6 جم من النحاس في حمض الكبريتيك المركز عبر 200 مل من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم (ρ = 1 جم / مل ، ω (إلى أوه) = 2.8٪. ما هي تركيبة الملح؟ حدد كتلته.
تجد:
م (أملاح)
معطى:
م (نحاس) = 9.6 جم
محلول V (KO H) = 200 مل
ω (KOH) = 2.8٪
ρ (H 2 O) = 1 جم / مل
M (نحاس) = 64 جم / مول
M (KOH) = 56 جم / مول
M (KHSO 3) = 120 جم / مول
الجواب: م (KHSO 3) = 12 جم
Cu + 2H 2 SO 4 \ u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
1 خلد 1 خلد
KO H + SO 2 \ u003d KHSO 3
1 خلد 1 خلد
2 KO H + SO 2 \ u003d K 2 SO 3 + H 2 O
2 مول 1 مول
n (SO 2) \ u003d n (Cu) \ u003d 6.4 / 64 \ u003d 0.1 (مول)
م (KO H) محلول = 200 جم
م (KO H) في va = 200 جم ∙ 0.028 = 5.6 جرام
ن (KO H) = 5.6 / 56 = 0.1 (مول)
وفقًا للنسبة الكمية لـ SO 2 و KOH ، يمكن استنتاج أن الملح الحمضي KHSO 3 يتكون.
KO H + SO 2 \ u003d KHSO 3
1 مول 1 مول
ن (KHSO 3) = 0.1 مول
م (KHSO 3) = 0.1 ∙ 120 = 12 جرام
4) بعد 100 مل من محلول 12.33٪ من كلوريد الحديديك (II) (ρ = 1.03 جم / مل) مرت الكلور حتى تركيز كلوريد الحديديك (ثالثا) في المحلول لم يصبح مساوياً لتركيز كلوريد الحديديك (II). تحديد حجم الكلور الممتص (NO)
تجد:
V (Cl2)
معطى:
V (FeCl 2) = 100 مل
ω (FeCl 2) = 12.33٪
ρ (r-ra FeCl 2) = 1.03 جم / مل
M (FeCl 2) = 127 جم / مول
M (FeCl 3) = 162.5 جم / مول
V M = 22.4 لتر / مول
م (FeCl 2) الحل = 1.03 ∙ 100 = 103 (ج)
م (FeCl 2) p-in-va = 103 ∙ 0.1233 = 12.7 (ج)
2 FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3
2 مول 1 مول 2 مول
دع n (FeCl 2) يعمل. \ u003d x ، ثم n (FeCl 3) arr. = س ؛
م (FeCl 2) فعلاً. = 127x
م (FeCl 2) بقية. = 12.7 - 127x
م (FeCl 3) أر. = 162.5x
حسب حالة المشكلة م (FeCl 2) راحة. = م (FeCl 3)
12.7 - 127x = 162.5x
x \ u003d 0.044 ، n (FeCl 2) مناسب. = 0.044 مول
ن (Cl 2) = 0.022 مول
V (Cl 2) = 0.022 ∙ 22.4 = 0.5 (ل)
الجواب: V (Cl 2) = 0.5 (لتر)
5) بعد تكليس خليط من المغنيسيوم وكربونات الكالسيوم ، تبين أن كتلة الغاز المنطلق تساوي كتلة البقايا الصلبة. حدد الكسور الكتلية للمواد في الخليط الأولي. ما هو حجم ثاني أكسيد الكربون (NO) الذي يمكن امتصاصه بواسطة 40 جم من هذا الخليط ، والذي يكون في شكل معلق.
تجد:
ω (مجكو 3)
ω (كاكو 3)
معطى:
م (منتج صلب) \ u003d م (غاز)
م ( مخاليط الكربونات) = 40 جرام
M (MgO) = 40 جم / مول
M CaO = 56 جم / مول
M (CO 2) = 44 جم / مول
M (MgCO 3) = 84 جم / مول
M (CaCO 3) = 100 جم / مول
1) سنقوم بإجراء العمليات الحسابية باستخدام 1 مول من خليط الكربونات.
MgCO 3 \ u003d MgO + CO 2
1 مول 1 مول 1 مول
كربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2
1 مول 1 1 مول 1
دع n (MgCO 3) \ u003d x ، ثم n (CaCO 3) \ u003d 1 - x.
ن (MgO) = x ، n (CaO) = 1 - x
م (MgO) = 40x
م (СаO) = 56 ∙ (1 - س) \ u003d 56-56x
من خليط يؤخذ بكمية 1 مول ، يتكون ثاني أكسيد الكربون بكمية 1 مول.
م (ثاني أكسيد الكربون) = 44 ز
م (منتج التلفزيون) = 40x + 56-56x = 56-16x
56 - 16x = 44
س = 0.75 ،
ن (MgCO 3) = 0.75 مول
ن (كربونات الكالسيوم 3) = 0.25 مول
م (MgCO 3) = 63 جم
م (كربونات الكالسيوم 3) = 25 جم
م (مخاليط الكربونات) = 88 جم
ω (MgCO 3) = 63/88 = 0.716 (71.6٪)
ω (كربونات الكالسيوم 3) = 28.4٪
2) تعليق خليط من الكربونات ، عندما يمر ثاني أكسيد الكربون ، يتحول إلى خليط من الهيدروكربونات.
MgCO 3 + CO 2 + H 2 O \ u003d Mg (HCO 3) 2 (1)
1 خلد 1 خلد
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \ u003d Ca (HCO 3) 2 (2)
1 مول 1 مول
م (MgCO 3) = 40 ∙ 0.75 = 28.64 (ج)
n 1 (CO 2) \ u003d n (MgCO 3) \ u003d 28.64 / 84 \ u003d 0.341 (مول)
م (كربونات الكالسيوم 3) = 11.36 جم
n 2 (CO 2) \ u003d n (CaCO 3) \ u003d 11.36 / 100 \ u003d 0.1136 مول
ن المجموع (CO 2) = 0.4546 مول
V (CO 2) = إجمالي n (ثاني أكسيد الكربون) ∙ V م = 0.4546 ∙ 22.4 = 10.18 (ل)
الإجابة: ω (MgCO 3) = 71.6٪ ، ω (CaCO 3) = 28.4٪ ،
V (CO 2) = 10.18 لترًا.
6) تم تسخين خليط من مساحيق الألمنيوم والنحاس وزنها 2.46 جم في تيار من الأكسجين. تلقى صلبمذاب في 15 مل من محلول حامض الكبريتيك (جزء كتلي للحمض 39.2٪ ، كثافة 1.33 جم / مل). يذوب الخليط تمامًا دون تطور الغاز. لتحييد الحمض الزائد ، يلزم 21 مل من محلول بيكربونات الصوديوم بتركيز 1.9 مول / لتر. احسب الكسور الكتلية للمعادن في الخليط وحجم الأكسجين (NO) التي تفاعلت.
تجد:
ω (آل) ؛ ω (نحاس)
الخامس (O2)
معطى:
م (يمزج) = 2.46 جم
V (NaHCO 3) = 21 مل =
0.021 لتر
V (H 2 SO 4) = 15 مل
ω (H 2 SO 4) = 39.2٪
ρ (H 2 SO 4) = 1.33 جم / مل
C (NaHCO 3) = 1.9 مول / لتر
M (Al) = 27 جم / مول
М (نحاس) = 64 جم / مول
M (H 2 SO 4) = 98 جم / مول
V م \ u003d 22.4 لتر / مول
الإجابة: ω (Al) = 21.95٪ ؛
ω ( النحاس) = 78.05%;
الخامس (ا 2) = 0,672
4ال + 3ا 2 = 2ال 2 ا 3
4 مول 3 مول 2 مول
2النحاس + ا 2 = 2CuO
2 مول 1 مول 2 مول
ال 2 ا 3 + 3 ح 2 لذا 4 = آل 2 (لذا 4 ) 3 + 3 ح 2 يا (1)
1 خلد 3 خلد
CuO + H. 2 لذا 4 = CuSO 4 + ح 2 يا (2)
1 خلد 1 خلد
2 ناهكو 3 + ح 2 لذا 4 = نا 2 لذا 4 + 2 ح 2 O +لذا 2 (3)
2 مول 1 مول
م (ح 2 لذا 4) الحل = 15 ∙ 1.33 = 19.95 (ج)
م (ح 2 لذا 4) in-va = 19.95 ∙ 0.393 = 7.8204 (جرام)
ن ( ح 2 لذا 4) المجموع = 7.8204 / 98 = 0.0798 (مول)
ن (ناهكو 3) = 1,9 ∙ 0.021 = 0.0399 (مول)
ن 3 (ح 2 لذا 4 ) = 0,01995 (خلد )
ن 1+2 (ح 2 لذا 4 ) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 (خلد )
4) يترك ن (Al) = س ،. م (Al) = 27x
ن (نحاس) = ص ، م (نحاس) = 64 ص
27 س + 64 ص = 2.46
ن (آل 2 ا 3 ) = 1.5x
ن (CuO) = ذ
1.5 س + ص = 0.0585
س = 0.02 ؛ ن (Al) = 0.02خلد
27 س + 64 ص = 2.46
ص = 0.03 ؛ ن (نحاس) = 0.03خلد
م (Al) = 0.02∙ 27 = 0,54
ω (Al) = 0.54 / 2.46 = 0.2195 (21.95٪)
ω (نحاس) = 78.05٪
ن 1 (س 2 ) = 0.015 خلد
ن 2 (س 2 ) = 0.015 خلد
نمشترك . (س 2 ) = 0.03 خلد
V (O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (ل )
7) عند إذابة 15.4 جم من سبيكة من البوتاسيوم مع الصوديوم في الماء ، تم إطلاق 6.72 لتر من الهيدروجين (عدد غير معروف). تحديد النسبة المولارية للمعادن في السبيكة.
تجد:
ن (ك): ن ( نا)
م (نا 2 ا)
معطى:
م(سبيكة) = 15.4 جم
الخامس (ح 2) = 6.72 لتر
م ( نا) =23 ز / مول
م (ك) = 39 ز / مول
ن (ك): ن ( نا) = 1: 5
2 ك + 2 ح 2 ا= 2 ك أوه+ ح 2
2 مول 1 مول
2نا + 2ح 2 ا = 2 هيدروكسيد الصوديوم+ ح 2
2 مول 1 مول
دع n (K) = x، ن ( نا) = y إذن
ن 1 (ح 2) = 0.5 س ؛ ن 2 (H 2) \ u003d 0.5y
ن (H 2) = 6.72 / 22.4 = 0.3 (مول)
م(ك) = 39 x; م (نا) = 23 ص
39 س + 23 ص = 15.4
س = 0.1 ، ن(K) = 0.1 مول ؛
0.5x + 0.5y = 0.3
ص = 0.5 ، ن ( نا) = 0.5 مول
8) عند معالجة 9 جم من خليط من الألومنيوم مع أكسيد الألومنيوم بمحلول 40٪ هيدروكسيد الصوديوم (ρ \ u003d 1.4 جم / مل) تم إطلاق 3.36 لتر من الغاز (n.o.). حدد الكسور الكتلية للمواد في الخليط الأولي وحجم المحلول القلوي الذي دخل في التفاعل.
تجد:
ω (ال)
ω (ال 2 ا 3)
الخامس r-ra ( هيدروكسيد الصوديوم)
معطى:
م(انظر) = 9 جم
الخامس(ح 2) = 33.8 مل
ω (هيدروكسيد الصوديوم) = 40%
م ( ال) = 27 ز / مول
م ( ال 2 ا 3) = 102 ز / مول
م ( هيدروكسيد الصوديوم) = 40 ز / مول
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
2 خلد 2 خلد 3 خلد
ال 2 ا 3 + 2 ناوه + 3 ح 2 O = 2 نا
1 مول 2 مول
ن ( ح 2) = 3.36 / 22.4 = 0.15 (مول)
ن ( ال) = 0.1 مول م (ال) = 2.7 جرام
ω (Al) = 2.7 / 9 = 0.3 (30٪)
ω (آل 2 ا 3 ) = 70%
م (آل 2 ا 3 ) = 9 – 2.7 = 6.3 (جي )
ن (آل 2 ا 3 ) = 6,3 / 102 = 0,06 (خلد )
ن 1 (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.1خلد
ن 2 (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.12خلد
نمشترك . (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.22خلد
مص - را (هيدروكسيد الصوديوم) = 0.22∙ 40 /0.4 = 22 (جي )
الخامسص - را (هيدروكسيد الصوديوم) = 22 / 1.4 = 16 (مل )
إجابه : ω (Al) = 30٪ ، ω (Al 2 ا 3 ) = 70٪ ، الخامسص - را (هيدروكسيد الصوديوم) = 16مل
9) تم معالجة سبيكة من الألومنيوم والنحاس وزنها 2 جم بمحلول من هيدروكسيد الصوديوم ، مع جزء كتلة قلوي 40٪ (ρ = 1.4 جم / مل). تم ترشيح الراسب غير المذاب وغسله ومعالجته بمحلول حمض النيتريك. تم تبخير الخليط الناتج حتى التجفيف ، وتكلس المادة المتبقية. كانت كتلة المنتج الناتج 0.8 جم. حدد الكسر الكتلي للمعادن في السبيكة وحجم محلول هيدروكسيد الصوديوم المستهلك.
تجد:
ω (النحاس); ω (ال)
الخامس r-ra ( هيدروكسيد الصوديوم)
معطى:
م(خليط) = 2 جم
ω (هيدروكسيد الصوديوم)=40%
م ( ال) = 27 جم / مول
م ( النحاس) = 64 جم / مول
م ( هيدروكسيد الصوديوم) = 40 جم / مول
القلوي يذوب الألمنيوم فقط.
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3 H. 2
2 مول 2 مول 3 مول
النحاس هو بقايا غير منحلة.
3Cu + 8HNO 3 = 3Cu (NO 3 ) 2 + 4 ح 2 O + 2 لا
3 خلد 3 خلد
2Cu (NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4NO 2 + س 2
2 مول 2 مول
ن (CuO) = 0.8 / 80 = 0.01 (مول)
n (CuO) = n (Cu (NO 3 ) 2 ) = ن (نحاس) = 0.1خلد
م (نحاس) = 0.64جي
ω (نحاس) = 0.64 / 2 = 0.32 (32٪)
ω (Al) = 68٪
م(ال) = 9 - 0.64 = 1.36 (جم)
ن ( ال) = 1.36 / 27 = 0.05 (مول)
ن ( هيدروكسيد الصوديوم) = 0.05 مول
م r-ra ( هيدروكسيد الصوديوم) = 0,05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (جم)
الخامس r-ra ( هيدروكسيد الصوديوم) = 5 / 1.43 = 3.5 (مل)
إجابه: ω (النحاس) = 32%, ω (ال) = 68%, الخامس r-ra ( هيدروكسيد الصوديوم) = 3.5 مل
10) تم تكليس خليط من نترات البوتاسيوم والنحاس والفضة بوزن 18.36 جم وكان حجم الغازات المنبعثة 4.32 لتر (عدد غير محدد). تمت معالجة المادة الصلبة المتبقية بالماء ، وبعد ذلك انخفضت كتلتها بمقدار 3.4 جم. أوجد الكسور الكتلية للنترات في الخليط الأولي.
تجد:
ω (KNO 3 )
ω (نحاس (NO 3 ) 2 )
ω (AgNO 3)
معطى:
م(يمزج) = 18.36 جم
∆م(الصعب. راحة.) = 3.4 جرام
الخامس (كو 2) = 4.32 لتر
م (ك رقم 2) \ u003d 85 جم / مول
م (ك رقم 3) =101 ز / مول
2 ك رقم 3 = 2 ك رقم 2 + ا 2 (1)
2 مول 2 مول 1 مول
2 وحدة نحاسية (NO 3 ) 2 = 2 كو + 4 لا 2 + س 2 (2)
2 مول 2 مول 4 مول 1 مول
2 AgNO 3 = 2 اي جي + 2 رقم 2 + ا 2 (3)
2 مول 2 مول 2 مول 1 مول
CuO + 2ح 2 ا= التفاعل غير ممكن
اي جي+ 2ح 2 ا= التفاعل غير ممكن
إلى رقم 2 + 2ح 2 ا= انحلال الملح
حدث التغيير في كتلة البقايا الصلبة بسبب انحلال الملح ، لذلك:
م(إلى رقم 2) = 3.4 جرام
ن (ك رقم 2) = 3.4 / 85 = 0.04 (مول)
ن (ك رقم 3) = 0.04 (مول)
م(إلى رقم 3) = 0,04∙ 101 = 4.04 (ج)
ω (KNO 3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%)
ن 1 (ا 2) = 0.02 (مول)
ن المجموع (الغازات) = 4.32 / 22.4 = 0.19 (مول)
ن 2 + 3 (غازات) = 0.17 (مول)
م(مخاليط بدون K. رقم 3) = 18.36 - 4.04 = 14.32 (ز)
يترك م (نحاس (NO 3 ) 2 ) = س ،ومن بعد م (AgNO 3 ) = 14.32 - س.
ن (نحاس (NO 3 ) 2 ) = س / 188 ،
ن (AgNO 3) = (14,32 – x) / 170
ن 2 (الغازات) = 2.5x / 188 ،
ن 3 (غازات) = 1.5 ∙ (14.32 - x) / 170 ،
2.5x / 188 + 1.5 ∙ (14.32 - س) / 170 = 0.17
X = 9.75 م (نحاس (NO 3 ) 2 ) = 9,75 جي
ω (نحاس (NO 3 ) 2 ) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%)
ω (AgNO 3 ) = 24,09%
إجابه : ω (KNO 3 ) = 22٪ ، ω (نحاس (NO 3 ) 2 ) = 53.1٪ ، ω (AgNO 3 ) = 24,09%.
11) تم تحميص خليط من هيدروكسيد الباريوم وكربونات الكالسيوم والمغنيسيوم وزنه 3.05 جم لإزالة المواد المتطايرة. كانت كتلة المادة الصلبة المتخلفة 2.21 جم ، وتم نقل المنتجات المتطايرة إلى الظروف الطبيعية ، وتم تمرير الغاز عبر محلول من هيدروكسيد البوتاسيوم ، زادت كتلته بمقدار 0.66 جم. أوجد الكسور الكتلية للمواد في الخليط الأولي.
ω (في أ(اح) 2)
ω (من أمن ا 3)
ω (ملغمن ا 3)
م(خليط) = 3.05 جم
م(راحة صلبة) = 2.21 جم
∆ م(KOH) = 0.66 جرام
م ( ح 2 ا) = 18 جم / مول
M (CO 2) = 44 جم / مول
م (ب أ(اح) 2) = 171 جم / مول
M (CaCO 2) = 100 جم / مول
م ( ملغ CO 2) \ u003d 84 جم / مول
في أ(اح) 2 = ح 2 ا+ V. أ
1 مول 1 مول
من أمن ا 3 \ u003d ثاني أكسيد الكربون 2 + ج أ
1 مول 1 مول
ملغمن ا 3 \ u003d ثاني أكسيد الكربون 2 + MgO
1 مول 1 مول
زادت كتلة KOH بسبب كتلة CO 2 الممتصة
KOH + CO 2 → ...
وفقًا لقانون حفظ كتلة المواد
م (ح 2 ا) = 3.05 - 2.21 - 0.66 = 0.18 جم
ن ( ح 2 ا) = 0.01 مول
ن (ب أ(اح) 2) = 0.01 مول
م(في أ(اح) 2) = 1.71 جرام
ω (في أ(اح) 2) = 1.71 / 3.05 = 0.56 (56٪)
م(كربونات) = 3.05 - 1.71 = 1.34 جرام
يترك م(من أمن ا 3) = x، ومن بعد م(من أمن ا 3) = 1,34 – x
ن 1 (ج ا 2) = ن (ج أمن ا 3) = x /100
ن 2 (ج ا 2) = ن ( ملغمن ا 3) = (1,34 - x)/84
x /100 + (1,34 - x)/84 = 0,015
x = 0,05, م(من أمن ا 3) = 0.05 جم
ω (من أمن ا 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)
ω (ملغمن ا 3) =28%
إجابه: ω (في أ(اح) 2) = 56٪ ، ω (من أمن ا 3) = 16%, ω (ملغمن ا 3) =28%
2.5 تدخل مادة غير معروفة في التفاعل ا / تتشكل أثناء التفاعل.
1) عندما يتفاعل مركب هيدروجين من معدن أحادي التكافؤ مع 100 جرام من الماء ، يتم الحصول على محلول بكسر كتلة من مادة بنسبة 2.38٪. تبين أن كتلة المحلول أقل بمقدار 0.2 جم من مجموع كتل الماء ومركب الهيدروجين الأولي. تحديد الاتصال الذي تم التقاطه.
تجد:
معطى:
م (ح 2 ا) = 100 جرام
ω (أنا أوه) = 2,38%
∆ م(محلول) = 0.2 جم
م ( ح 2 ا) = 18 ز / مول
رجال + ح 2 ا= أنا أوه+ H 2
1 مول 1 1 مول 1
0.1 مول 0.1 مول 0.1 مول
انخفضت كتلة المحلول النهائي بواسطة كتلة غاز الهيدروجين.
ن (H 2) \ u003d 0.2 / 2 \ u003d 0.1 (مول)
ن ( ح 2 ا) صحيح. = 0.1 مول
م (ح 2 ا) proreag = 1.8 جم
م (ح 2 ا في الحل) = 100 - 1.8 = 98.2 (جم)
ω (أنا أوه) = م(أنا أوه) / م(ص- را ز / مول
يترك م(أنا أوه) = س
0.0238 = س / (98.2 + x)
x = 2,4, م(أنا اح) = 2.4 جرام
ن(أنا اح) = 0.1 مول
م (أنا اح) = 2.4 / 0.1 = 24 (جم / مول)
م (لي) = 7 جم / مول
أنا - لي
إجابه: لين.
2) عند إذابة 260 جم من معدن غير معروف في حمض النيتريك المخفف للغاية ، يتم تكوين أملاحين: Me (نا 3 ) 2 وX. عند تسخينهاXمع هيدروكسيد الكالسيوم ، يتم إطلاق الغاز ، والذي يتكون مع حمض الفوسفوريك من 66 جم من هيدروورثوفوسفات الأمونيوم. حدد صيغة المعدن والملحX.
تجد:
معطى:
م(أنا) = 260 جم
م ((نيو هامبشاير 4) 2 HPO 4) = 66 جم
م (( نيو هامبشاير 4) 2 HPO 4) =132 ز / مول
إجابه: Zn، ملح - نيو هامبشاير 4 رقم 3.
4 مي + 10H 3 = 4Me (NO 3 ) 2 + نيو هامبشاير 4 رقم 3 + 3 ح 2 ا
4 خلد 1 خلد
2NH 4 رقم 3 + Ca (أوه) 2 = Ca (NO 3 ) 2 + 2NH 3 + 2 ح 2 ا
2 خلد 2 خلد
2NH 3 + ح 3 ص 4 = (NH 4 ) 2 HPO 4
2 مول 1 مول
ن ((نيو هامبشاير 4) 2 HPO 4) = 66/132 = 0.5 (مول)
ن (نح 3) = ن (نيو هامبشاير 4 رقم 3) = 1 مول
ن (لي) = 4 مول
M (Me) = 260/4 = 65 جم / مول
أنا - Zn
3) في 198.2 مل من محلول كبريتات الألومنيوم (ρ = 1 جم / مل) خفضت صفيحة من معدن ثنائي التكافؤ غير معروف. بعد مرور بعض الوقت ، انخفضت كتلة الصفيحة بمقدار 1.8 جم ، وكان تركيز الملح المتكون 18٪. تعريف المعدن.
تجد:
ω 2 (هيدروكسيد الصوديوم)
معطى:
الخامسالمحلول = 198.2 مل
ρ (محلول) = 1 جم / مل
ω 1 (ملح) = 18٪
∆م(p-ra) = 1.8 جم
م ( ال) = 27 جم / مول
ال 2 (لذا 4 ) 3 + 3Me = 2Al + 3MeSO 4
3 خلد 2 خلد 3 خلد
م(r-ra to r-tion) = 198.2 (g)
م(p-ra بعد p-tion) \ u003d 198.2 + 1.8 \ u003d 200 (جم)
م (MeSO 4) in-va = 200 ∙ 0.18 = 36 (جم)
دع M (Me) = x ، ثم M ( MeSO 4) = س + 96
ن ( MeSO 4) = 36 / (x + 96)
n (أنا) \ u003d 36 / (x + 96)
م(أنا) = 36 x/ (x + 96)
ن ( ال) = 24 / (x + 96) ،
م (ال) = 24 ∙ 27 / (x + 96)
م(لي) ─ م (ال) = ∆م(ص- را)
36x/ (س +96) ─ 24 ∙ 27 / (س + 96) = 1.8
س \ u003d 24 ، M (Me) \ u003d 24 جم / مول
معدن - ملغ
إجابه: ملغ.
4) أثناء التحلل الحراري لـ 6.4 جم من الملح في وعاء بسعة 1 لتر عند 300.3 0 بضغط 1430 كيلو باسكال. تحديد صيغة الملح إذا تشكلت فيه ماء وغاز ضعيف الذوبان أثناء تحللها.
تجد:
صيغة الملح
معطى:
م(ملح) = 6.4 جم
الخامس(إناء) = 1 لتر
P = 1430 كيلو باسكال
ر=300.3 0 ج
ص= 8.31J / مول ∙ إلى
ن (غاز) = PV/RT = 1430∙1 / 8,31∙ 573.3 = 0.3 (مول)
تتوافق حالة المشكلة مع معادلتين:
نيو هامبشاير 4 رقم 2 = ن 2 + 2 ح 2 ا (غاز)
1 مول 3 مول
نيو هامبشاير 4 رقم 3 = ن 2 ا + 2 ح 2 ا (غاز)
1 مول 3 مول
ن (أملاح) = 0.1 مول
M (ملح) = 6.4 / 0.1 = 64 جم / مول ( نيو هامبشاير 4 رقم 2)
إجابه: نيو هامبشاير 4 ن
المؤلفات.
1. N.E. Kuzmenko، V.V. Eremin، A.V. Popkov "الكيمياء لطلاب المدارس الثانوية والمتقدمين للجامعة" ، موسكو ، "Drofa" 1999
2. G.P. Khomchenko، I.G. Khomchenko "Collection of problems in chemistry"، Moscow "New Wave * Onyx" 2000
3. K.N. Zelenin، VP Sergutina، O.V.، O.V. Solod "كتيب في الكيمياء لمن يدخلون الجيش - الأكاديمية الطبيةوغيرها من الطب العالي المؤسسات التعليمية»,
سانت بطرسبرغ ، 1999
4. دليل للمتقدمين للمعاهد الطبية "مشاكل في الكيمياء مع حلول".
سان بطرسبرج المعهد الطبيسمي على اسم I.P. Pavlov
5. FIPI "استخدام الكيمياء" 2009-2015
ربما كل طالب جامعة فنيةتساءلت مرة واحدة على الأقل عن كيفية حل المشكلات في الكيمياء. كما تبين الممارسة ، يعتبر معظم الطلاب أن هذا العلم معقدًا وغير مفهوم ، وغالبًا ما لا يؤمنون بقوتهم ويستسلمون دون الكشف عن إمكاناتهم.
في الواقع ، الكيمياء ليست سوى مشكلة من وجهة نظر نفسية. بعد التغلب على نفسك ، وإدراك قدراتك ، يمكنك بسهولة إتقان أساسيات هذا الموضوع والانتقال إلى قضايا أكثر تعقيدًا. لذلك ، نتعلم حل المشكلات في الكيمياء بسرعة وبشكل صحيح وسهل ، وكذلك الحصول على أقصى قدر من المتعة من النتيجة.
لماذا لا تخاف من الخوض في العلم
الكيمياء ليست مجموعة من الصيغ والرموز والمواد غير المفهومة. إنه علم وثيق الصلة بـ بيئة. دون أن ندرك ذلك ، فإننا نواجهها في كل خطوة. عند الطهي وتنظيف المنزل بالرطوبة والغسيل والمشي في الهواء الطلق ، نستخدم المعرفة الكيميائية باستمرار.
باتباع هذا المنطق ، عندما تفهم كيفية تعلم كيفية حل المشكلات في الكيمياء ، يمكنك أن تجعل حياتك أسهل كثيرًا. لكن الأشخاص الذين يصادفون العلوم أثناء الدراسة أو العمل في الإنتاج لا يمكنهم الاستغناء عن المعرفة والمهارات الخاصة. يحتاج العاملون في المجال الطبي إلى الكيمياء لا أقل ، لأن أي شخص في هذه المهنة يجب أن يعرف كيف يؤثر دواء معين على جسم المريض.
الكيمياء علم موجود باستمرار في حياتنا ، وهو مرتبط بالإنسان ، وهو جزء منه. لذلك ، فإن أي طالب ، سواء أدرك ذلك أم لا ، قادر على إتقان هذا الفرع من المعرفة.
أساسيات الكيمياء
قبل التفكير في كيفية تعلم كيفية حل المشكلات في الكيمياء ، من المهم فهم ذلك بدون ذلك معرفة أساسيةلا يمكنك فعل ذلك. أساسيات أي علم هي أساس فهمه. حتى المحترفين المتمرسين يستخدمون هذا الإطار عند حل المشكلات الأكثر تعقيدًا ، ربما بدون إدراك ذلك.
لذلك ، تحقق من قائمة المعلومات التي ستحتاج إليها:
- تكافؤ العناصر هو عامل يتم من خلاله حل أي مشاكل. صيغ المواد ، لن يتم إجراء المعادلات بشكل صحيح بدون هذه المعرفة. يمكنك معرفة التكافؤ في أي كتاب من كتب الكيمياء ، لأن هذا هو المفهوم الأساسي الذي يجب على أي طالب إتقانه في الدرس الأول.
- الجدول الدوري مألوف لكل شخص تقريبًا. تعلم كيفية استخدامه بشكل صحيح ولن تضطر إلى الاحتفاظ بالكثير من المعلومات في رأسك.
- تعلم كيفية تحديد المادة التي تتعامل معها. يمكن أن تخبرنا الحالة السائلة والصلبة والغازية للكائن الذي يجب أن تعمل به كثيرًا.
بعد الحصول على المعرفة المذكورة أعلاه ، سيكون لدى العديد من الأشخاص أسئلة أقل حول كيفية حل المشكلات في الكيمياء. ولكن إذا كنت لا تزال غير قادر على الإيمان بنفسك ، فتابع القراءة.
إرشادات خطوة بخطوة لحل أي مشكلة
بعد قراءة المعلومات السابقة ، قد يرى الكثيرون أنه من السهل للغاية حل المشكلات في الكيمياء. قد تكون الصيغ التي تحتاج إلى معرفتها بسيطة حقًا ، ولكن لإتقان العلم ، ستحتاج إلى حشد كل صبرك واجتهادك ومثابرتك. منذ المرة الأولى ، قلة من الناس تمكنوا من تحقيق هدفهم.
بمرور الوقت ، مع المثابرة ، يمكنك حل أي مشكلة على الإطلاق. تتكون العملية عادة من الخطوات التالية:
- وضع شرط موجز للمشكلة.
- رسم معادلة التفاعل.
- ترتيب المعاملات في المعادلة.
- حل المعادلة.
يؤكد مدرسو الكيمياء المتمرسون أنه من أجل حل أي نوع من المشاكل بحرية ، تحتاج إلى التدرب على 15 مهمة مماثلة بمفردك. بعد ذلك ، سوف تتقن الموضوع المحدد بحرية.
قليلا عن النظرية
من المستحيل التفكير في كيفية حل المشكلات في الكيمياء دون إتقان المادة النظرية إلى الحد المطلوب. بغض النظر عن مدى جفافه وعدم جدواه ورتيبه ، فهذا هو أساس مهاراتك. يتم تطبيق النظرية دائمًا وفي جميع العلوم. بدون وجودها ، هذه الممارسة لا معنى لها. ادرس المناهج الدراسية في الكيمياء بالتتابع ، خطوة بخطوة ، دون أن تفقد ، كما يبدو لك ، معلومات غير مهمة ، حتى تلاحظ في النهاية اختراقًا في معرفتك.
كيفية حل المشكلات في الكيمياء: حان وقت التعلم
في كثير من الأحيان ، يتقدم الطلاب الذين أتقنوا نوعًا معينًا من المهام ، متناسين أن توحيد المعرفة وتكرارها عملية لا تقل أهمية عن الحصول عليها. يجب إصلاح كل موضوع إذا كنت تعتمد على نتيجة طويلة المدى. خلاف ذلك ، سوف تنسى جميع المعلومات بسرعة كبيرة. لذلك ، لا تكن كسولًا ، وخصص المزيد من الوقت لكل سؤال.
أخيرًا ، لا تنسَ الدافع - محرك التقدم. هل تريد أن تصبح كيميائيًا ممتازًا وأن تفاجئ الآخرين بمخزون ضخم من المعرفة؟ تصرف ، حاول ، قرر ، وسوف تنجح. ثم سيتم استشارتك في جميع القضايا الكيميائية.
الكيمياء هي علم المواد وخصائصها وتحولاتها.
.
بمعنى أنه إذا لم يحدث شيء للمواد من حولنا ، فهذا لا ينطبق على الكيمياء. ولكن ماذا تعني عبارة "لا يحدث شيء"؟ إذا أصابتنا عاصفة رعدية فجأة في الحقل ، وتبللنا جميعًا ، كما يقولون ، "للجلد" ، فليس هذا تحولًا: بعد كل شيء ، كانت الملابس جافة ، لكنها تبللت.
على سبيل المثال ، إذا كنت تأخذ مسمارًا حديديًا ، فقم بمعالجته بملف ، ثم قم بتجميعه برادة الحديد (الحديد) ، إذن هذا أيضًا ليس تحولًا: كان هناك مسمار - أصبح مسحوقًا. ولكن إذا بعد ذلك يتم تجميع الجهاز وعقده الحصول على الأكسجين (O 2): يسخن برمنجنات البوتاسيوم(KMpo 4)واجمع الأكسجين في أنبوب اختبار ، ثم ضع برادة الحديد هذه في درجة حرارة حمراء "إلى حمراء" فيه ، ثم تشتعل بلهب ساطع وبعد الاحتراق تتحول إلى مسحوق بني. وهذا أيضًا تحول. فأين الكيمياء؟ على الرغم من حقيقة أنه في هذه الأمثلة يتغير شكل (مسمار حديد) وحالة الملابس (جاف ، رطب) ، فهذه ليست تحولات. والحقيقة أن الظفر نفسه لكونه مادة (حديد) بقي كذلك رغم اختلاف شكله ، وامتصت ملابسنا الماء من المطر ، ثم تبخر في الجو. الماء نفسه لم يتغير. إذن ما هي التحولات من حيث الكيمياء؟
من وجهة نظر الكيمياء ، التحولات هي مثل هذه الظواهر التي يصاحبها تغيير في تكوين المادة. لنأخذ نفس الظفر كمثال. لا يهم الشكل الذي اتخذه بعد تقديمه ، ولكن بعد تحصيله منه برادة الحديدوضعت في جو من الأكسجين - تحول إلى أكسيد الحديد(الحديد 2 ا 3 ) . إذن ، هل تغير شيء ما حقًا؟ نعم لديها. كانت هناك مادة للأظافر ، ولكن تحت تأثير الأكسجين تشكلت مادة جديدة - أكسيد العنصرالسدادة. معادلة جزيئيةيمكن تمثيل هذا التحول بالرموز الكيميائية التالية:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)
بالنسبة لشخص غير مبتدئ في الكيمياء ، تظهر الأسئلة على الفور. ما هي "المعادلة الجزيئية" ، ما هو الحديد؟ لماذا توجد أرقام "4" ، "3" ، "2"؟ ما هي الأرقام الصغيرة "2" و "3" في الصيغة Fe 2 O 3؟ هذا يعني أن الوقت قد حان لترتيب الأمور.
علامات العناصر الكيميائية.
على الرغم من حقيقة أنهم بدأوا في دراسة الكيمياء في الصف الثامن ، وبعضهم حتى قبل ذلك ، فإن الكثير من الناس يعرفون الكيميائي الروسي العظيم دي. آي. مينديليف. وبالطبع ، كتابه الشهير "الجدول الدوري للعناصر الكيميائية". خلاف ذلك ، وببساطة أكثر ، يطلق عليه "مائدة منديليف".
في هذا الجدول ، بالترتيب المناسب ، توجد العناصر. حتى الآن ، عُرف حوالي 120 منهم ، وقد عُرفت أسماء العديد من العناصر لنا منذ فترة طويلة. هذه هي: الحديد والألمنيوم والأكسجين والكربون والذهب والسيليكون. في السابق ، استخدمنا هذه الكلمات دون تردد ، وحددناها بأشياء: صاعقة حديدية ، سلك ألومنيوم ، أكسجين في الغلاف الجوي ، حلقة ذهبية ، إلخ. إلخ. لكن في الواقع ، تتكون كل هذه المواد (الترباس ، الأسلاك ، الحلقة) من العناصر الخاصة بكل منها. المفارقة الكاملة هي أنه لا يمكن لمس العنصر أو التقاطه. كيف ذلك؟ هم في الجدول الدوري ، لكن لا يمكنك أخذهم! نعم بالضبط. العنصر الكيميائي هو مفهوم تجريدي (أي مجرد) ، ويستخدم في الكيمياء ، ومع ذلك ، كما هو الحال في العلوم الأخرى ، للحسابات ، وتجميع المعادلات ، وحل المشكلات. يختلف كل عنصر عن الآخر في أنه يتميز بمفرده التكوين الإلكتروني للذرة.عدد البروتونات في نواة الذرة يساوي عدد الإلكترونات في مداراتها. على سبيل المثال ، الهيدروجين هو العنصر رقم 1. تتكون ذرتها من 1 بروتون و 1 إلكترون. الهيليوم هو العنصر رقم 2. تتكون ذرتها من 2 بروتون و 2 إلكترون. الليثيوم هو العنصر رقم 3. تتكون ذرتها من 3 بروتونات و 3 إلكترونات. دارمشتاتيوم - العنصر رقم 110. تتكون ذرتها من 110 بروتونات و 110 إلكترون.
يُشار إلى كل عنصر برمز معين ، وأحرف لاتينية ، وله قراءة معينة في الترجمة من اللاتينية. على سبيل المثال ، الهيدروجين له الرمز "ن"، يُقرأ على أنه "هيدروجين" أو "رماد". السيليكون لديه الرمز "Si" يقرأ على أنه "silicium". الزئبقله رمز "زئبق"ويقرأ على أنه "hydrargyrum". وهلم جرا. يمكن العثور على كل هذه التسميات في أي كتاب كيمياء للصف الثامن. بالنسبة لنا الآن ، الشيء الرئيسي هو فهم ذلك عند التجميع معادلات كيميائية، يجب أن تعمل على رموز العناصر المحددة.
مواد بسيطة ومعقدة.
دلالة على مواد مختلفة برموز مفردة للعناصر الكيميائية (Hg الزئبق، Fe حديد، النحاس نحاس، الزنك الزنك، ال الألومنيوم) نشير أساسًا إلى المواد البسيطة ، أي المواد التي تتكون من ذرات من نفس النوع (تحتوي على نفس عدد البروتونات والنيوترونات في الذرة). على سبيل المثال ، إذا تفاعلت مواد الحديد والكبريت ، فستأخذ المعادلة الشكل التالي:
Fe + S = FeS (2)
تشمل المواد البسيطة المعادن (Ba ، K ، Na ، Mg ، Ag) ، وكذلك غير المعادن (S ، P ، Si ، Cl 2 ، N 2 ، O 2 ، H 2). ويجب أن تنتبه
اهتمام خاص بحقيقة أن جميع المعادن يشار إليها برموز فردية: K ، Ba ، Ca ، Al ، V ، Mg ، وما إلى ذلك ، وغير المعادن - إما برموز بسيطة: C ، S ، P أو قد يكون لها مؤشرات مختلفة تشير إلى تركيبها الجزيئي: H 2 ، Cl 2 ، O 2 ، J 2 ، P 4 ، S 8. في المستقبل ، سيكون هذا للغاية أهمية عظيمةعند كتابة المعادلات. ليس من الصعب على الإطلاق تخمين أن المواد المعقدة هي مواد تتكون من الذرات. نوع مختلف، فمثلا،
واحد). أكاسيد:
أكسيد الألمونيومآل 2 O 3 ، 
أكسيد الصوديوم Na 2 O
أكسيد النحاس CuO ،
أكسيد الزنك ZnO
أكسيد التيتانيوم Ti2O3 ،
أول أكسيد الكربونأو أول أكسيد الكربون (+2)كو
أكسيد الكبريت (+6) SO 3
2). الأسباب:
هيدروكسيد الحديد(+3) Fe (OH) 3 ،
هيدروكسيد النحاسالنحاس (أوه) 2 ،
هيدروكسيد البوتاسيوم أو قلوي البوتاسيوم KOH ،
هيدروكسيد الصوديومهيدروكسيد الصوديوم.
3). الأحماض:
حامض الهيدروكلوريكحمض الهيدروكلوريك
حمض السلفوراس H2SO3 ،
حمض النيتريك HNO3
أربعة). الأملاح:
ثيوكبريتات الصوديوم Na 2 S 2 O 3 ،
كبريتات الصوديومأو ملح جلوبر Na 2 SO 4 ،
كربونات الكالسيومأو حجر الكلسكربونات الكالسيوم 3 ،
كلوريد النحاس CuCl 2
5). المواد العضوية:
أسيتات الصوديوم CH 3 COOHa ،
الميثان CH 4 ،
الأسيتيلينج 2 ح 2 ،
الجلوكوزج 6 س 12 س 6
أخيرًا ، بعد أن اكتشفنا الهيكل مواد مختلفة، يمكنك البدء في تجميع المعادلات الكيميائية.
معادلة كيميائية.
كلمة "المعادلة" نفسها مشتقة من كلمة "معادلة" ، أي قسّم شيئًا ما إلى أجزاء متساوية. في الرياضيات ، تكاد المعادلات هي جوهر هذا العلم. على سبيل المثال ، يمكنك تقديم معادلة بسيطة يكون فيها الجانبان الأيمن والأيسر مساويًا لـ "2":
40: (9 + 11) = (50 × 2): (80 - 30) ؛
وفي المعادلات الكيميائية ، نفس المبدأ: يجب أن يتطابق الجانبان الأيمن والأيسر من المعادلة مع نفس عدد الذرات ، العناصر المشاركة فيها. أو ، إذا تم إعطاء معادلة أيونية ، فعندئذٍ فيها عدد الجسيماتيجب أن تفي أيضًا بهذا المطلب. المعادلة الكيميائية هي سجل شرطي لتفاعل كيميائي باستخدام الصيغ الكيميائيةوالرموز الرياضية. تعكس المعادلة الكيميائية بطبيعتها تفاعلًا كيميائيًا معينًا ، أي عملية تفاعل المواد ، والتي تنشأ خلالها مواد جديدة. على سبيل المثال ، من الضروري اكتب معادلة جزيئيةردود الفعل التي تشارك كلوريد الباريوم BaCl 2 و حامض الكبريتيك H 2 SO 4. نتيجة لهذا التفاعل ، يتكون راسب غير قابل للذوبان - كبريتات الباريوم BaSO 4 و حامض الهيدروكلوريكهكل:
ВаСl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НCl (3)
بادئ ذي بدء ، من الضروري أن نفهم أن العدد الكبير "2" أمام مادة حمض الهيدروكلوريك يسمى المعامل ، والأرقام الصغيرة "2" ، "4" تحت الصيغ ВаСl 2 ، H 2 SO 4 ، BaSO 4 تسمى المؤشرات. تلعب كل من المعاملات والمؤشرات في المعادلات الكيميائية دور العوامل وليس المصطلحات. من أجل كتابة معادلة كيميائية بشكل صحيح ، من الضروري رتب المعاملات في معادلة التفاعل. لنبدأ الآن في حساب ذرات العناصر على الجانبين الأيسر والأيمن من المعادلة. على الجانب الأيسر من المعادلة: تحتوي المادة BaCl 2 على 1 ذرة باريوم (Ba) ، 2 ذرة كلور (Cl). في المادة H 2 SO 4: 2 ذرات هيدروجين (H) ، 1 ذرة كبريت (S) و 4 ذرات أكسجين (O). على الجانب الأيمن من المعادلة: في مادة BaSO 4 يوجد 1 ذرة باريوم (Ba) 1 ذرة كبريت (S) و 4 ذرات أكسجين (O) ، في مادة حمض الهيدروكلوريك: 1 ذرة هيدروجين (H) و 1 ذرة كلور (الكل). ومن هنا يتبين أن عدد ذرات الهيدروجين والكلور في الجانب الأيمن من المعادلة هو نصف عدد ذرات الهيدروجين والكلور في الجانب الأيسر. لذلك ، قبل صيغة HCl على الجانب الأيمن من المعادلة ، من الضروري وضع المعامل "2". إذا أضفنا الآن عدد ذرات العناصر المشاركة في هذا التفاعل ، على اليسار واليمين ، نحصل على التوازن التالي:
في كلا الجزأين من المعادلة ، يكون عدد ذرات العناصر المشاركة في التفاعل متساويًا ، وبالتالي فهو صحيح.
المعادلات الكيميائية والتفاعلات الكيميائية
كما اكتشفنا بالفعل ، فإن المعادلات الكيميائية هي انعكاس للتفاعلات الكيميائية. التفاعلات الكيميائية هي مثل هذه الظواهر التي يحدث فيها تحول مادة إلى أخرى. من بين تنوعها ، يمكن تمييز نوعين رئيسيين:
واحد). تفاعلات الاتصال
2). تفاعلات التحلل.
تنتمي الغالبية العظمى من التفاعلات الكيميائية إلى تفاعلات الإضافة ، حيث نادرًا ما تحدث تغييرات في تركيبها مع مادة واحدة إذا لم تتعرض لتأثيرات خارجية (انحلال ، تسخين ، ضوء). لا شيء يميز ظاهرة كيميائية ، أو تفاعل ، بقدر التغييرات التي تحدث عندما تتفاعل مادتان أو أكثر. يمكن أن تحدث هذه الظواهر بشكل عفوي وتكون مصحوبة بزيادة أو نقصان في درجة الحرارة ، وتأثيرات ضوئية ، وتغيير اللون ، والترسب ، وإطلاق المنتجات الغازية ، والضوضاء.
من أجل الوضوح ، نقدم العديد من المعادلات التي تعكس عمليات التفاعلات المركبة ، والتي نحصل خلالها على كلوريد الصوديوم(كلوريد الصوديوم) ، كلوريد الزنك(ZnCl 2) ، كلوريد الفضة المترسب(AgCl) ، كلوريد الألومنيوم(AlCl 3)
Cl 2 + 2Nа = 2NaCl (4)
CuCl 2 + Zn \ u003d ZnCl 2 + Cu (5)
AgNO 3 + KCl \ u003d AgCl + 2KNO 3 (6)
3HCl + Al (OH) 3 \ u003d AlCl 3 + 3H 2 O (7)
من بين تفاعلات المركب ، يجب ملاحظة ما يلي بشكل خاص : الاستبدال (5), تبادل (6) ، وكحالة خاصة من تفاعل التبادل ، رد الفعل تحييد (7).
تتضمن تفاعلات الاستبدال تلك التي تحل فيها ذرات مادة بسيطة محل ذرات أحد العناصر في مادة معقدة. في المثال (5) ، تحل ذرات الزنك محل ذرات النحاس من محلول CuCl 2 ، بينما يمر الزنك في ملح ZnCl 2 القابل للذوبان ، ويتحرر النحاس من المحلول في الحالة المعدنية.
تفاعلات التبادل هي تلك التفاعلات التي تتبادل فيها مادتان معقدتان مكوناتهما. في حالة التفاعل (6) ، تشكل أملاح AgNO 3 و KCl القابلة للذوبان ، عندما يتم تصريف كلا المحلين ، راسبًا غير قابل للذوبان من ملح AgCl. في الوقت نفسه ، يتبادلون الأجزاء المكونة لهم - الكاتيونات والأنيونات. كاتيونات البوتاسيوم K + مرتبطة بأنيونات NO 3 ، وكاتيونات الفضة Ag + - بـ Cl - الأنيونات.
حالة خاصة خاصة من تفاعلات التبادل هي تفاعل التحييد. تفاعلات التحييد هي تفاعلات تتفاعل فيها الأحماض مع القواعد لتشكيل الملح والماء. في المثال (7) ، يتفاعل حمض الهيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك مع القاعدة Al (OH) 3 لتكوين ملح AlCl 3 والماء. في هذه الحالة ، يتم تبادل كاتيونات الألومنيوم Al 3+ من القاعدة مع الأنيونات Cl - من الحمض. نتيجة لذلك ، يحدث ذلك تحييد حمض الهيدروكلوريك.
تشمل تفاعلات التحلل تلك التي تتكون فيها مادتان جديدتان أو أكثر من المواد البسيطة أو المعقدة ، ولكن بتركيبة أبسط ، من مادة معقدة واحدة. كتفاعلات ، يمكن للمرء أن يستشهد بتلك العملية التي 1) تتحلل. نترات البوتاسيوم(KNO 3) مع تكوين نتريت البوتاسيوم (KNO 2) والأكسجين (O 2) ؛ 2). برمنجنات البوتاسيوم(KMnO 4): يتكون منجنات البوتاسيوم (K 2 MnO 4) ، أكسيد المنغنيز(MnO 2) والأكسجين (O 2) ؛ 3). كربونات الكالسيوم أو رخام؛ في هذه العملية فحميغاز(CO 2) و أكسيد الكالسيوم(تساو)
2KNO 3 \ u003d 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 \ u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
كربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2 (10)
في التفاعل (8) ، يتكون مركب واحد ومادة بسيطة واحدة من مادة معقدة. في التفاعل (9) هناك نوعان معقدان وواحد بسيط. في التفاعل (10) هناك نوعان من المواد المعقدة ، ولكن أبسط في التركيب
تخضع جميع فئات المواد المعقدة للتحلل:
واحد). أكاسيد: أكسيد الفضة 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)
2). هيدروكسيدات: هيدروكسيد الحديد 2Fe (OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)
3). الأحماض: حامض الكبريتيك H 2 SO 4 \ u003d SO 3 + H 2 O (13)
أربعة). الأملاح: كربونات الكالسيومكربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2 (14)
5). المواد العضوية: التخمر الكحولي للجلوكوز
C 6 H 12 O 6 \ u003d 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 (15)
وفقًا لتصنيف آخر ، يمكن تقسيم جميع التفاعلات الكيميائية إلى نوعين: التفاعلات التي تحدث مع إطلاق الحرارة ، يطلق عليها طارد للحرارة والتفاعلات المصاحبة لامتصاص الحرارة - ماص للحرارة. المعيار لمثل هذه العمليات التأثير الحراري للتفاعل.كقاعدة عامة ، تشمل التفاعلات الطاردة للحرارة تفاعلات الأكسدة ، أي التفاعلات مع الأكسجين احتراق الميثان:
CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O + Q (16)
والتفاعلات الماصة للحرارة - تفاعلات التحلل ، سبق ذكرها أعلاه (11) - (15). تشير علامة Q في نهاية المعادلة إلى ما إذا كانت الحرارة تنطلق أثناء التفاعل (+ Q) أو تمتص (-Q):
كربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2 - Q (17)
يمكنك أيضًا النظر في جميع التفاعلات الكيميائية وفقًا لنوع التغيير في درجة أكسدة العناصر المشاركة في تحولاتها. على سبيل المثال ، في التفاعل (17) ، لا تغير العناصر المشاركة فيه حالات الأكسدة الخاصة بها:
Ca +2 C +4 O 3 -2 \ u003d Ca +2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)
وفي التفاعل (16) ، تغير العناصر حالات الأكسدة:
2Mg 0 + O 2 0 \ u003d 2Mg +2 O -2
هذه الأنواع من ردود الفعل الأكسدة والاختزال . سيتم النظر فيها بشكل منفصل. لصياغة معادلات لتفاعلات من هذا النوع ، من الضروري استخدامها طريقة نصف رد الفعلوتطبيق معادلة التوازن الإلكترونية.
بعد إحضار أنواع مختلفة من التفاعلات الكيميائية ، يمكنك المضي قدمًا في مبدأ تجميع المعادلات الكيميائية ، بمعنى آخر ، اختيار المعاملات في الجزأين الأيمن والأيسر.
آليات تجميع المعادلات الكيميائية.
أيا كان نوع هذا التفاعل الكيميائي أو ذاك الذي ينتمي إليه ، يجب أن يتوافق سجله (المعادلة الكيميائية) مع شرط المساواة في عدد الذرات قبل التفاعل وبعد التفاعل.
هناك معادلات (17) لا تتطلب التعديل ، أي وضع المعاملات. ولكن في معظم الحالات ، كما في الأمثلة (3) ، (7) ، (15) ، من الضروري اتخاذ إجراءات تهدف إلى معادلة الجزأين الأيمن والأيسر من المعادلة. ما هي المبادئ التي يجب اتباعها في مثل هذه الحالات؟ هل يوجد نظام في اختيار المعاملات؟ لا يوجد ولا واحد. تشمل هذه الأنظمة:
واحد). اختيار المعاملات وفقا للصيغ المعطاة.
2). تجميع حسب تكافؤ المواد المتفاعلة.
3). التجميع حسب حالات أكسدة المواد المتفاعلة.
في الحالة الأولى ، يُفترض أننا نعرف صيغ المواد المتفاعلة قبل التفاعل وبعده. على سبيل المثال ، بالنظر إلى المعادلة التالية:
N 2 + O 2 → N 2 O 3 (19)
من المقبول عمومًا أنه حتى المساواة بين ذرات العناصر قبل وبعد إنشاء التفاعل ، لا يتم وضع علامة التساوي (=) في المعادلة ، ولكن يتم استبدالها بسهم (→). الآن دعنا ننتقل إلى التوازن الفعلي. يوجد على الجانب الأيسر من المعادلة ذرتان من النيتروجين (N 2) وذرتان من الأكسجين (O 2) ، وعلى الجانب الأيمن توجد ذرتان من النيتروجين (N 2) وثلاث ذرات أكسجين (O 3). ليس من الضروري معادلته بعدد ذرات النيتروجين ، لكن بالأكسجين من الضروري تحقيق المساواة ، حيث أن ذرتين مشتركتين قبل التفاعل ، وبعد التفاعل كانت هناك ثلاث ذرات. لنقم بالرسم البياني التالي:
قبل رد الفعل بعد رد الفعل
يا 2 يا 3
دعنا نحدد أصغر مضاعف بين عدد معين من الذرات ، سيكون "6".
يا 2 يا 3
\ 6 /
اقسم هذا الرقم على الجانب الأيسر من معادلة الأكسجين على "2". نحصل على الرقم "3" ، نضعه في المعادلة المراد حلها:
N 2 + 3O 2 → N 2 O 3
نقسم أيضًا الرقم "6" على الجانب الأيمن من المعادلة على "3". نحصل على الرقم "2" ، فقط ضعه في المعادلة المراد حلها:
N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
أصبح عدد ذرات الأكسجين في كلا الجزأين الأيمن والأيسر من المعادلة متساويًا ، على التوالي ، 6 ذرات:
لكن عدد ذرات النيتروجين في جانبي المعادلة لن يتطابق:
يوجد على الجانب الأيسر ذرتان ، على الجانب الأيمن أربع ذرات. لذلك ، لتحقيق المساواة ، من الضروري مضاعفة كمية النيتروجين على الجانب الأيسر من المعادلة ، ووضع المعامل "2":
وبالتالي ، يتم ملاحظة المساواة في النيتروجين ، وبشكل عام ، ستتخذ المعادلة الشكل:
2N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
الآن في المعادلة ، بدلاً من السهم ، يمكنك وضع علامة يساوي:
2N 2 + 3O 2 \ u003d 2N 2 O 3 (20)
لنأخذ مثالاً آخر. يتم إعطاء معادلة التفاعل التالية:
P + Cl 2 → PCl 5
يوجد على الجانب الأيسر من المعادلة 1 ذرة فوسفور (P) واثنين من ذرات الكلور (Cl 2) ، وعلى الجانب الأيمن توجد ذرة فسفور واحدة (P) وخمس ذرات أكسجين (Cl 5). ليس من الضروري معادلته بعدد ذرات الفوسفور ، لكن بالنسبة للكلور من الضروري تحقيق المساواة ، حيث أن ذرتين مشتركتين قبل التفاعل ، وبعد التفاعل كانت هناك خمس ذرات. لنقم بالرسم البياني التالي:
قبل رد الفعل بعد رد الفعل
Cl 2 Cl 5
دعنا نحدد أصغر مضاعف بين عدد معين من الذرات ، سيكون "10".
Cl 2 Cl 5
\ 10 /
قسّم هذا الرقم على الجانب الأيسر من معادلة الكلور على "2". نحصل على الرقم "5" ، نضعه في المعادلة المراد حلها:
Р + 5Cl 2 → РCl 5
نقسم أيضًا الرقم "10" على الجانب الأيمن من المعادلة على "5". نحصل على الرقم "2" ، فقط ضعه في المعادلة المراد حلها:
Р + 5Cl 2 → 2РCl 5
أصبح عدد ذرات الكلور في الجزأين الأيمن والأيسر من المعادلة متساويًا ، على التوالي ، 10 ذرات:
لكن عدد ذرات الفوسفور في جانبي المعادلة لن يتطابق:
لذلك ، من أجل تحقيق المساواة ، من الضروري مضاعفة كمية الفوسفور على الجانب الأيسر من المعادلة ، ووضع المعامل "2":
وبالتالي ، يتم ملاحظة المساواة في الفوسفور ، وبشكل عام ، ستتخذ المعادلة الشكل:
2P + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)
عند كتابة المعادلات بالتكافؤ يجب أن تعطى تعريف التكافؤوتعيين القيم للعناصر الأكثر شهرة. التكافؤ هو أحد المفاهيم المستخدمة سابقًا ، ولا يستخدم حاليًا في عدد من البرامج المدرسية. ولكن بمساعدتها يصبح من الأسهل شرح مبادئ تجميع معادلات التفاعلات الكيميائية. التكافؤ هو المقصود رقم روابط كيميائية، والتي يمكن أن تتشكل ذرة أو أخرى مع ذرات أخرى أو مع ذرات أخرى . التكافؤ ليس له علامة (+ أو -) ويشار إليه بالأرقام الرومانية ، عادة فوق رموز العناصر الكيميائية ، على سبيل المثال:
من أين تأتي هذه القيم؟ كيف نطبقها في تحضير المعادلات الكيميائية؟ تتطابق القيم العددية لتكافؤات العناصر مع رقم مجموعتها النظام الدوريالعناصر الكيميائية D. I. Mendeleev (الجدول 1).
لعناصر أخرى قيم التكافؤقد تحتوي على قيم أخرى ، ولكنها لا تزيد أبدًا عن عدد المجموعة التي تقع فيها. علاوة على ذلك ، بالنسبة للأعداد الزوجية من المجموعات (IV و VI) ، فإن تكافؤ العناصر يأخذ قيمًا زوجية فقط ، وبالنسبة للقيم الفردية ، يمكن أن يكون لها قيم فردية وزوجية (الجدول 2).
بالطبع ، هناك استثناءات لقيم التكافؤ لبعض العناصر ، ولكن في كل حالة محددة ، عادة ما يتم تحديد هذه النقاط. فكر الآن المبدأ العامتجميع المعادلات الكيميائية لتكافؤات معينة لعناصر معينة. غالبًا ما تكون هذه الطريقة مقبولة في حالة تجميع معادلات التفاعلات الكيميائية للمركب مواد بسيطة، على سبيل المثال ، عند التفاعل مع الأكسجين ( تفاعلات الأكسدة). افترض أنك تريد عرض تفاعل الأكسدة الألومنيوم. لكن تذكر أن المعادن يُشار إليها بواسطة ذرات مفردة (Al) ، وغير معادن في حالة غازية - بمؤشرات "2" - (O 2). أولاً ، نكتب المخطط العام للتفاعل:
Al + O 2 → AlO
في هذه المرحلة ، لم يعرف بعد ما يجب أن يكون الإملاء الصحيح للألومينا. وفي هذه المرحلة بالتحديد ، ستساعدنا معرفة قيم العناصر. بالنسبة للألمنيوم والأكسجين ، نضعهما فوق الصيغة المقترحة لهذا الأكسيد:
IIIII
آل O
بعد ذلك ، "تقاطع" -على- "تقاطع" هذه الرموز للعناصر ستضع المؤشرات المقابلة أدناه:
IIIII
آل 2 يا 3
تكوين مركب كيميائيتم تحديد آل 2 يا 3. سيأخذ المخطط الإضافي لمعادلة التفاعل الشكل:
Al + O 2 → Al 2 O 3
يبقى فقط معادلة الأجزاء اليمنى واليسرى منه. نسير بنفس الطريقة كما في حالة صياغة المعادلة (19). نعادل عدد ذرات الأكسجين ، ونلجأ إلى إيجاد أصغر مضاعف:
قبل رد الفعل بعد رد الفعل
يا 2 يا 3
\ 6 /
اقسم هذا الرقم على الجانب الأيسر من معادلة الأكسجين على "2". نحصل على الرقم "3" ، نضعه في المعادلة المراد حلها. نقسم أيضًا الرقم "6" على الجانب الأيمن من المعادلة على "3". نحصل على الرقم "2" ، فقط ضعه في المعادلة المراد حلها:
Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
من أجل تحقيق المساواة للألمنيوم ، من الضروري تعديل مقدارها على الجانب الأيسر من المعادلة عن طريق تحديد المعامل "4":
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
وبالتالي ، يتم ملاحظة المساواة بين الألمنيوم والأكسجين ، وبشكل عام ، ستأخذ المعادلة الشكل النهائي:
4Al + 3O 2 \ u003d 2Al 2 O 3 (22)
باستخدام طريقة التكافؤ ، من الممكن توقع المادة التي تتكون في سياق تفاعل كيميائي ، وكيف ستبدو صيغتها. لنفترض أن النيتروجين والهيدروجين مع التكافؤ المقابل III و I دخلنا في تفاعل المركب.دعنا نكتب مخطط التفاعل العام:
N 2 + H 2 → NH
بالنسبة للنيتروجين والهيدروجين ، نضع التكافؤات على الصيغة المقترحة لهذا المركب:
كما كان من قبل ، "cross" -on- "cross" لرموز العناصر هذه ، نضع المؤشرات المقابلة أدناه:
ثالثا أولا
N H 3
سيأخذ المخطط الإضافي لمعادلة التفاعل الشكل:
N 2 + H 2 → NH 3
معادلة بالطريقة المعروفة بالفعل ، من خلال أصغر مضاعف للهيدروجين ، يساوي "6" ، نحصل على المعاملات المرغوبة ، والمعادلة ككل:
N 2 + 3H 2 \ u003d 2NH 3 (23)
عند تجميع المعادلات لـ الأكسدةالمواد المتفاعلة ، يجب أن نتذكر أن درجة أكسدة عنصر ما هي عدد الإلكترونات التي يتم تلقيها أو التخلص منها في عملية تفاعل كيميائي. حالة الأكسدة في المركباتبشكل أساسي ، يتطابق عدديًا مع قيم تكافؤ العنصر. لكنهم يختلفون في التوقيع. على سبيل المثال ، بالنسبة للهيدروجين ، التكافؤ هو I ، وحالة الأكسدة هي (+1) أو (-1). بالنسبة للأكسجين ، التكافؤ هو II ، وحالة الأكسدة هي (-2). بالنسبة للنيتروجين ، التكافؤات هي I ، II ، III ، IV ، V ، وحالات الأكسدة هي (-3) ، (+1) ، (+2) ، (+3) ، (+4) ، (+5) ، إلخ. حالات الأكسدة للعناصر الأكثر استخدامًا في المعادلات موضحة في الجدول 3.
في حالة التفاعلات المركبة ، فإن مبدأ تجميع المعادلات من حيث حالات الأكسدة هو نفسه في التجميع من حيث التكافؤات. على سبيل المثال ، دعنا نعطي معادلة أكسدة الكلور بالأكسجين ، حيث يشكل الكلور مركبًا بحالة أكسدة +7. لنكتب المعادلة المقترحة:
Cl 2 + O 2 → ClO
دعنا نضع حالات الأكسدة للذرات المقابلة على مركب ClO المقترح:
كما في الحالات السابقة ، نثبت أن المطلوب صيغة مركبةسوف يأخذ النموذج:
7 -2
Cl 2 O 7
ستأخذ معادلة التفاعل الشكل التالي:
Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7
معادلة الأكسجين ، وإيجاد أصغر مضاعف بين اثنين وسبعة ، يساوي "14" ، نؤسس أخيرًا المساواة:
2Cl 2 + 7O 2 \ u003d 2Cl 2 O 7 (24)
يجب استخدام طريقة مختلفة قليلاً مع حالات الأكسدة عند تجميع تفاعلات التبادل والتحييد والاستبدال. في عدد من الحالات ، يصعب معرفة: ما هي المركبات التي تتشكل أثناء تفاعل المواد المعقدة؟
كيف تعرف ما يحدث في رد الفعل؟
في الواقع ، كيف تعرف: ما هي نواتج التفاعل التي يمكن أن تنشأ في سياق تفاعل معين؟ على سبيل المثال ، ما الذي يتكون عندما تتفاعل نترات الباريوم مع كبريتات البوتاسيوم؟
با (لا 3) 2 + K 2 SO 4 →؟
ربما VAC 2 (NO 3) 2 + SO 4؟ أو Ba + NO 3 SO 4 + K 2؟ أو أي شيء آخر؟ بالطبع ، خلال هذا التفاعل ، تتشكل المركبات: BaSO 4 و KNO 3. وكيف يعرف هذا؟ وكيف تكتب صيغ المواد؟ لنبدأ بما غالبًا ما يتم تجاهله: مفهوم "رد فعل التبادل" ذاته. هذا يعني أنه في هذه التفاعلات ، تتغير المواد مع بعضها البعض في الأجزاء المكونة. نظرًا لأن تفاعلات التبادل تتم في الغالب بين القواعد أو الأحماض أو الأملاح ، فإن الأجزاء التي ستتغير بها هي الكاتيونات المعدنية (Na + ، Mg 2+ ، Al 3+ ، Ca 2+ ، Cr 3+) ، H + أيونات أو OH - ، الأنيونات - بقايا الحمض ، (Cl - ، NO 3 2- ، SO 3 2- ، SO 4 2- ، CO 3 2- ، PO 4 3-). بشكل عام ، يمكن إعطاء تفاعل التبادل في الترميز التالي:
Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)
حيث Kt1 و Kt2 هي الكاتيونات المعدنية (1) و (2) ، و An1 و An2 هي الأنيونات (1) و (2) المقابلة لها. في هذه الحالة ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في المركبات قبل التفاعل وبعد التفاعل ، يتم دائمًا تثبيت الكاتيونات في المقام الأول ، والأنيونات - في الثانية. لذلك ، إذا كان رد فعل كلوريد البوتاسيومو نترات الفضة، كلاهما في الحل
KCl + AgNO 3 →
ثم في عملية تشكيل المواد KNO 3 و AgCl وستأخذ المعادلة المقابلة الشكل:
KCl + AgNO 3 \ u003d KNO 3 + AgCl (26)
في تفاعلات التعادل ، تتحد البروتونات من الأحماض (H +) مع أنيون الهيدروكسيل (OH -) لتكوين الماء (H 2 O):
HCl + KOH \ u003d KCl + H 2 O (27)
يشار إلى حالات أكسدة الكاتيونات المعدنية وشحنات الأنيونات من المخلفات الحمضية في جدول قابلية المواد للذوبان (الأحماض والأملاح والقواعد في الماء). يتم عرض الكاتيونات المعدنية أفقيًا ، وتظهر أنيونات المخلفات الحمضية رأسياً.
بناءً على ذلك ، عند تجميع معادلة تفاعل التبادل ، من الضروري أولاً تحديد حالات الأكسدة للجسيمات المستقبلة في هذه العملية الكيميائية على جانبها الأيسر. على سبيل المثال ، تحتاج إلى كتابة معادلة للتفاعل بين كلوريد الكالسيوم وكربونات الصوديوم. لنرسم المخطط الأولي لهذا التفاعل:
CaCl + NaCO 3 →
Ca 2 + Cl - + Na + CO 3 2- →
بعد تنفيذ الإجراء "المتقاطع" المعروف بالفعل من - إلى - "التقاطع" ، نحدد الصيغ الحقيقية لمواد البداية:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 →
بناءً على مبدأ تبادل الكاتيونات والأنيونات (25) ، فإننا نؤسس الصيغ الأولية للمواد المتكونة أثناء التفاعل:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl
نضع الرسوم المقابلة على الكاتيونات والأنيونات الخاصة بهم:
Ca 2 + CO 3 2- + Na + Cl -
صيغ المادةمكتوبة بشكل صحيح ، وفقًا لتهم الكاتيونات والأنيونات. لنقم بمعادلة كاملة عن طريق مساواة الجزأين الأيمن والأيسر منها بدلالة الصوديوم والكلور:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 \ u003d CaCO 3 + 2NaCl (28)
كمثال آخر ، إليك معادلة تفاعل التعادل بين هيدروكسيد الباريوم وحمض الفوسفوريك:
VaON + NPO 4 →
نضع الرسوم المقابلة على الكاتيونات والأنيونات:
Ba 2+ OH - + H + RO 4 3- →
دعنا نحدد الصيغ الحقيقية للمواد الأولية:
Va (OH) 2 + H 3 RO 4 →
بناءً على مبدأ تبادل الكاتيونات والأنيونات (25) ، نؤسس الصيغ الأولية للمواد المتكونة أثناء التفاعل ، مع الأخذ في الاعتبار أنه في تفاعل التبادل ، يجب أن تكون إحدى المواد بالضرورة هي الماء:
Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 2+ RO 4 3- + H 2 O
دعنا نحدد السجل الصحيح لصيغة الملح المتكون أثناء التفاعل:
Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
مساواة الجانب الأيسر من معادلة الباريوم:
3VA (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
نظرًا لأنه على الجانب الأيمن من المعادلة ، يتم أخذ بقايا حمض الفوسفوريك مرتين ، (PO 4) 2 ، ثم على اليسار من الضروري أيضًا مضاعفة الكمية:
3VA (OH) 2 + 2H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
يبقى أن يتطابق مع عدد ذرات الهيدروجين والأكسجين على الجانب الأيمن من الماء. نظرًا لأن العدد الإجمالي لذرة الهيدروجين على اليسار هو 12 ، يجب أن يتوافق أيضًا مع اثني عشر ذرة على اليمين ، لذلك ، قبل صيغة الماء ، من الضروري ضع المعامل"6" (نظرًا لوجود ذرتين هيدروجين في جزيء الماء). بالنسبة للأكسجين ، يتم ملاحظة المساواة أيضًا: على اليسار 14 وعلى اليمين 14. لذلك ، فإن المعادلة لها الشكل الصحيح للكتابة:
3Ва (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → Ва 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (29)
إمكانية التفاعلات الكيميائية
يتكون العالم من مجموعة كبيرة ومتنوعة من المواد. كما أن عدد المتغيرات في التفاعلات الكيميائية بينهما لا يُحصى. لكن هل يمكننا ، بعد كتابة هذه المعادلة أو تلك على الورق ، التأكيد على أن تفاعلًا كيميائيًا سيتوافق معها؟ هناك اعتقاد خاطئ بأنه إذا كان على حق ترتيب الاحتمالاتفي المعادلة ، سيكون من الممكن عمليًا. على سبيل المثال ، إذا أخذنا محلول حامض الكبريتيكوتسقط فيه الزنك، ثم يمكننا ملاحظة عملية تطور الهيدروجين:
Zn + H 2 SO 4 \ u003d ZnSO 4 + H 2 (30)
ولكن إذا تم خفض النحاس إلى نفس المحلول ، فلن تتم ملاحظة عملية تطور الغاز. رد الفعل غير ممكن.
نحاس + ح 2 سو 4 ≠
إذا تم تناول حمض الكبريتيك المركز ، فسوف يتفاعل مع النحاس:
النحاس + 2H 2 SO 4 \ u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)
في تفاعل (23) بين غازات النيتروجين والهيدروجين ، التوازن الديناميكي الحراري ،أولئك. كم عدد الجزيئاتيتم تكوين الأمونيا NH 3 لكل وحدة زمنية ، وسوف يتحلل نفس العدد منها مرة أخرى إلى النيتروجين والهيدروجين. التحول في التوازن الكيميائييمكن تحقيقه عن طريق زيادة الضغط وخفض درجة الحرارة
N 2 + 3H 2 \ u003d 2NH 3
إذا كنت تأخذ محلول هيدروكسيد البوتاسيوموصب عليها محلول كبريتات الصوديوم، ثم لن يتم ملاحظة أي تغييرات ، لن يكون رد الفعل ممكنًا:
KOH + Na 2 SO 4 ≠
محلول كلوريد الصوديومعند التفاعل مع البروم ، فإنه لن يشكل البروم ، على الرغم من حقيقة أن هذا التفاعل يمكن أن يعزى إلى تفاعل الاستبدال:
كلوريد الصوديوم + Br 2 ≠
ما هي أسباب هذه التناقضات؟ الحقيقة هي أنه لا يكفي مجرد التعريف بشكل صحيح الصيغ المركبة، تحتاج إلى معرفة تفاصيل تفاعل المعادن مع الأحماض ، واستخدام جدول ذوبان المواد بمهارة ، ومعرفة قواعد الاستبدال في سلسلة نشاط المعادن والهالوجينات. توضح هذه المقالة فقط المبادئ الأساسية للكيفية رتب المعاملات في معادلات التفاعل، كيف اكتب معادلات جزيئية، كيف تحديد تكوين مركب كيميائي.
الكيمياء ، كعلم ، متنوعة للغاية ومتعددة الأوجه. تعكس هذه المقالة جزءًا صغيرًا فقط من العمليات التي تحدث في العالم الحقيقي. أنواع المعادلات الحرارية الكيميائية ، التحليل الكهربائي،عمليات التخليق العضوي وأكثر من ذلك بكثير. لكن المزيد عن ذلك في المقالات المستقبلية.
الموقع ، مع النسخ الكامل أو الجزئي للمادة ، يلزم وجود رابط إلى المصدر.
يمكن أن يمثل حل المشكلات المدرسية في الكيمياء بعض الصعوبات لأطفال المدارس ، لذلك نضع عددًا من الأمثلة لحل الأنواع الرئيسية من المشكلات في الكيمياء المدرسية مع تحليل مفصل.
لحل مسائل الكيمياء ، تحتاج إلى معرفة عدد من الصيغ الموضحة في الجدول أدناه. باستخدام هذه المجموعة البسيطة بشكل صحيح ، يمكنك حل أي مشكلة تقريبًا من مسار الكيمياء.
| حسابات المواد | حسابات حصة | حسابات عائد منتج التفاعل |
| ν = م / م ،
ν = V / V M ، ν = N / N A ، ν = PV / RT |
ω = م ح / م حول ،
φ \ u003d V h / V حول ، χ = ν ح / ν حول |
η = م العلاقات العامة / م نظرية. و
η = V pr. / V theor. و η = ν مثال / ν نظرية. |
| ν هي كمية المادة (مول) ؛ ν ح - كمية المادة الخاصة (مول) ؛ ν حول - كمية المادة الكلية (مول) ؛ م هي الكتلة (ز) ؛ م ح - حاصل الكتلة (ز) ؛ م حول - الوزن الإجمالي (جم) ؛ الخامس - الحجم (لتر) ؛ V M - الحجم 1 مول (ل) ؛ V ح - الحجم الخاص (ل) ؛ الخامس حول - الحجم الكلي (لتر) ؛ N هو عدد الجسيمات (الذرات ، الجزيئات ، الأيونات) ؛ N A - رقم Avogadro (عدد الجزيئات في 1 مول من مادة) N A \ u003d 6.02 × 10 23 ؛ Q هو مقدار الكهرباء (C) ؛ F هو ثابت فاراداي (F »96500 درجة مئوية) ؛ P - الضغط (Pa) (1 atm "10 5 Pa) ؛ R هو ثابت الغاز العام R »8.31 J / (مول × ك) ؛ T هي درجة الحرارة المطلقة (K) ؛ ω هو الكسر الكتلي ؛ φ هو حجم الكسر ؛ χ هو جزء الخلد. η هو ناتج التفاعل ؛ م العلاقات العامة ، الخامس العلاقات العامة ، ν العلاقات العامة - الكتلة والحجم وكمية المادة العملية ؛ م نظرية ، الخامس النظرية. ، ν النظرة. - الكتلة والحجم وكمية المادة النظرية. |
||
حساب كتلة كمية معينة من مادة ما
ممارسه الرياضه:
أوجد كتلة 5 مولات من الماء (H 2 O).
المحلول:
- احسب الكتلة المولية لمادة باستخدام الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev. يتم تقريب كتل جميع الذرات إلى وحدات ، الكلور - حتى 35.5.
M (H 2 O) = 2 × 1 + 16 = 18 جم / مول - أوجد كتلة الماء باستخدام الصيغة:
م \ u003d ν × M (H 2 O) \ u003d 5 مول × 18 جم / مول = 90 جم - سجل الرد:
الجواب: كتلة 5 مولات من الماء 90 جم.
حساب الكسر الكتلي المذاب
ممارسه الرياضه:
احسب الكسر الكتلي للملح (NaCl) في المحلول الناتج عن إذابة 25 جم من الملح في 475 جم من الماء.
المحلول:
- اكتب صيغة إيجاد الكسر الكتلي:
ω (٪) \ u003d (محلول م في-فا / م) × 100٪ - أوجد كتلة المحلول.
م الحل \ u003d م (H 2 O) + م (كلوريد الصوديوم) \ u003d 475 + 25 \ u003d 500 جم - احسب الكسر الكتلي بالتعويض عن القيم في الصيغة.
ω (NaCl) \ u003d (محلول m in-va / m) × 100٪ = (25/500) × 100٪ = 5٪ - اكتب الجواب.
الجواب: الكسر الكتلي لـ NaCl هو 5٪
حساب كتلة المادة في المحلول بكسرها الكتلي
ممارسه الرياضه:
كم غرام من السكر والماء يجب أن يؤخذ للحصول على 200 غرام من محلول 5٪؟
المحلول:
- اكتب صيغة تحديد الكسر الكتلي للمذاب.
ω = m in-va / m r-ra → m in-va = m r-ra × ω - احسب كتلة الملح.
م in-va (ملح) = 200 × 0.05 = 10 جم - حدد كتلة الماء.
م (H 2 O) \ u003d م (محلول) - م (ملح) \ u003d 200-10 \ u003d 190 جم - اكتب الجواب.
الإجابة: يجب أن تتناول 10 جرام من السكر و 190 جرام من الماء
تحديد مردود ناتج التفاعل٪ من الممكن نظريًا
ممارسه الرياضه:
احسب محصول نترات الأمونيوم (NH4 NO 3) في٪ من الممكن نظريًا إذا تم الحصول على 380 جم من السماد بتمرير 85 جم من الأمونيا (NH 3) إلى محلول حمض النيتريك (HNO 3).
المحلول:
- اكتب معادلة تفاعل كيميائي ورتب المعاملات
NH 3 + HNO 3 \ u003d NH 4 NO 3 - اكتب البيانات من حالة المشكلة فوق معادلة التفاعل.
م = 85 جم م العلاقات العامة = 380 جم NH3 + HNO3 = NH4NO3 - تحت معادلات المواد ، احسب كمية المادة وفقًا للمعاملات كمنتج لكمية المادة بالكتلة المولية للمادة:
- تُعرف الكتلة التي تم الحصول عليها عمليًا من نترات الأمونيوم (380 جم). من أجل تحديد الكتلة النظرية لنترات الأمونيوم ، ارسم نسبة
85/17 = س / 380 - حل المعادلة ، أوجد x.
x = 400 جم الكتلة النظرية من نترات الأمونيوم - حدد ناتج ناتج التفاعل (٪) ، مع الإشارة إلى الكتلة العملية للكتلة النظرية واضربها في 100٪
η = م العلاقات العامة / م نظرية. = (380/400) × 100٪ = 95٪ - اكتب الجواب.
الجواب: كان مردود نترات الأمونيوم 95٪.
حساب كتلة المنتج من الكتلة المعروفة للكاشف المحتوي على نسبة معينة من الشوائب
ممارسه الرياضه:
احسب كتلة أكسيد الكالسيوم (CaO) الذي تم الحصول عليه بإطلاق 300 جم من الحجر الجيري (CaCO 3) المحتوي على 10٪ شوائب.
المحلول:
- اكتب معادلة التفاعل الكيميائي ، ضع المعاملات.
كربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2 - احسب كتلة CaCO 3 النقي الموجودة في الحجر الجيري.
ω (نقي) = 100٪ - 10٪ = 90٪ أو 0.9 ؛
م (كربونات الكالسيوم 3) = 300 × 0.9 = 270 جم - يتم كتابة الكتلة الناتجة من كربونات الكالسيوم 3 على الصيغة CaCO 3 في معادلة التفاعل. يتم الإشارة إلى الكتلة المرغوبة لـ CaO بواسطة x.
270 جرام س ص كربونات الكالسيوم 3 = CaO + ثاني أكسيد الكربون 2 - تحت معادلات المواد في المعادلة ، اكتب كمية المادة (وفقًا للمعاملات) ؛ ناتج كميات المواد حسب كتلتها المولية (الكتلة الجزيئية لـ CaCO 3 \ u003d 100
، CaO = 56
).
- قم بإعداد نسبة.
270/100 = س / 56 - حل المعادلة.
س = 151.2 جم - اكتب الجواب.
الجواب: كتلة أكسيد الكالسيوم 151.2 جم
حساب كتلة ناتج التفاعل إذا كان ناتج التفاعل معروفًا
ممارسه الرياضه:
كم عدد جرامات نترات الأمونيوم (NH4 NO 3) التي يمكن الحصول عليها عن طريق تفاعل 44.8 لترًا من الأمونيا (n.a.) مع حمض النيتريك ، إذا كان من المعروف أن الناتج العملي هو 80٪ من الممكن نظريًا؟
المحلول:
- اكتب معادلة التفاعل الكيميائي ، ورتب المعاملات.
NH 3 + HNO 3 \ u003d NH 4 NO 3 - اكتب شروط المسألة هذه فوق معادلة التفاعل. يُشار إلى كتلة نترات الأمونيوم بالرمز x.
- تحت معادلة التفاعل اكتب:
أ) كمية المواد حسب المعاملات ؛
ب) ناتج الحجم المولي للأمونيا حسب كمية المادة ؛ ناتج الكتلة المولية لـ NH 4 NO 3 بمقدار المادة. - قم بإعداد نسبة.
44.4 / 22.4 = x / 80 - حل المعادلة بإيجاد x (الكتلة النظرية لنترات الأمونيوم):
س \ u003d 160 جم. - أوجد الكتلة العملية لـ NH 4 NO 3 بضرب الكتلة النظرية في الناتج العملي (في كسور واحد)
م (NH 4 NO 3) = 160 × 0.8 = 128 جم - اكتب الجواب.
الجواب: كتلة نترات الأمونيوم 128 جم.
تحديد كتلة المنتج إذا تم تناول أحد الكواشف بكمية زائدة
ممارسه الرياضه:
تمت معالجة 14 جم من أكسيد الكالسيوم (CaO) بمحلول يحتوي على 37.8 جم من حمض النيتريك (HNO 3). احسب كتلة ناتج التفاعل.
المحلول:
- اكتب معادلة التفاعل ، رتب المعاملات
CaO + 2HNO 3 \ u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O - حدد مول الكواشف باستخدام الصيغة: ν = م / م
ν (CaO) = 14/56 = 0.25 مول ؛
ν (HNO 3) = 37.8 / 63 = 0.6 مول. - اكتب الكميات المحسوبة للمادة فوق معادلة التفاعل. تحت المعادلة - كمية المادة وفقًا لمعاملات القياس المتكافئ.
- تحديد المادة التي يتم تناولها في حالة نقص من خلال مقارنة نسب الكميات المأخوذة من المواد مع المعاملات المتكافئة.
0,25/1 < 0,6/2
وبالتالي ، يؤخذ حمض النيتريك في حالة نقص. منه نحدد كتلة المنتج. - تحت صيغة نترات الكالسيوم (Ca (NO 3) 2) في المعادلة ، ضع:
أ) كمية المادة حسب المعامل المتكافئ ؛
ب) ناتج الكتلة المولية بمقدار المادة. فوق الصيغة (Ca (NO 3) 2) - x g.0.25 مول 0.6 مول س ص CaO + 2HNO 3 = كاليفورنيا (رقم 3) 2 + H2O 1 مول 2 مول 1 مول م = 1 × 164 جم - اصنع نسبة
0.25 / 1 = س / 164 - أوجد x
س = 41 جم - اكتب الجواب.
الإجابة: كتلة الملح (Ca (NO 3) 2) ستكون 41 جم.
الحسابات بواسطة معادلات التفاعل الكيميائي الحراري
ممارسه الرياضه:
مقدار الحرارة التي سيتم إطلاقها عند إذابة 200 جم من أكسيد النحاس (II) (CuO) في حمض الهيدروكلوريك (محلول HCl مائي) ، إذا كانت معادلة التفاعل الكيميائي الحراري:
CuO + 2HCl \ u003d CuCl 2 + H 2 O + 63.6 كيلو جول
المحلول:
- اكتب البيانات من حالة المشكلة فوق معادلة التفاعل
- تحت صيغة أكسيد النحاس ، اكتب مقدارها (حسب المعامل) ؛ ناتج الكتلة المولية وكمية المادة. ضع x فوق مقدار الحرارة في معادلة التفاعل.
200 جرام CuO + 2HCl = CuCl 2 + H2O + 63.6 كيلوجول 1 مول م = 1 × 80 جم - قم بإعداد نسبة.
200/80 = x / 63.6 - احسب x.
س = 159 كيلو جول - اكتب الجواب.
الإجابة: عندما يذوب 200 جم من CuO في حمض الهيدروكلوريك ، سيتم إطلاق 159 كيلو جول من الحرارة.
رسم معادلة حرارية كيميائية
ممارسه الرياضه:
عند حرق 6 جم من المغنيسيوم ، يتم إطلاق 152 كيلو جول من الحرارة. اكتب معادلة حرارية كيميائية لتكوين أكسيد المغنيسيوم.
المحلول:
- اكتب معادلة لتفاعل كيميائي توضح إطلاق الحرارة. رتب المعاملات.
2Mg + O 2 \ u003d 2MgO + Q 6 جرام 152 2 ملجم + O2 = 2MgO + س - تحت صيغ المواد اكتب:
أ) كمية المادة (حسب المعاملات) ؛
ب) ناتج الكتلة المولية بمقدار المادة. ضع x تحت حرارة التفاعل.
- قم بإعداد نسبة.
6 / (2 × 24) = 152 / س - احسب x (مقدار الحرارة حسب المعادلة)
س = 1216 كيلو جول - اكتب المعادلة الحرارية في الإجابة.
الجواب: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 kJ
حساب أحجام الغاز حسب المعادلات الكيميائية
ممارسه الرياضه:
عندما تتأكسد الأمونيا (NH 3) بالأكسجين في وجود عامل حفاز ، يتشكل أكسيد النيتريك (II) والماء. ما حجم الأكسجين الذي سيتفاعل مع 20 لترًا من الأمونيا؟
المحلول:
- اكتب معادلة التفاعل ورتب المعاملات.
4NH 3 + 5O 2 \ u003d 4NO + 6H 2 O - اكتب البيانات من حالة المشكلة فوق معادلة التفاعل.
20 لتر x 4NH3 + 5O2 = 4 + 6H2O - تحت معادلة التفاعل ، اكتب كميات المواد وفقًا للمعاملات.
- قم بإعداد نسبة.
20/4 = س / 5 - ابحث عن x.
س = 25 لتر - اكتب الجواب.
الجواب: 25 لتراً من الأكسجين.
تحديد حجم منتج غازي من كتلة معروفة من كاشف يحتوي على شوائب
ممارسه الرياضه:
ما هو حجم (n.c.) من ثاني أكسيد الكربون (CO 2) الذي سينطلق عند إذابة 50 جم من الرخام (CaCO 3) تحتوي على 10٪ شوائب في حمض الهيدروكلوريك؟
المحلول:
- اكتب معادلة تفاعل كيميائي ، رتب المعاملات.
CaCO 3 + 2HCl \ u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2 - احسب كمية كربونات الكالسيوم 3 النقية الموجودة في 50 جم من الرخام.
ω (CaCO 3) \ u003d 100٪ - 10٪ \ u003d 90٪
للتحويل إلى كسور من واحد ، اقسم على 100٪.
ث (CaCO 3) = 90٪ / 100٪ = 0.9
م (CaCO 3) \ u003d م (رخام) × ث (CaCO 3) \ u003d 50 × 0.9 \ u003d 45 جم - اكتب القيمة الناتجة على كربونات الكالسيوم في معادلة التفاعل. فوق CO 2 ضع xl.
45 جرام x كربونات الكالسيوم 3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + ثاني أكسيد الكربون - تحت صيغ المواد اكتب:
أ) كمية المادة حسب المعاملات ؛
ب) حاصل ضرب الكتلة المولية بمقدار المادة ، إذا كنا نتحدث عن كتلة المادة ، وحاصل ضرب الحجم المولي بكمية المادة ، إذا كنا نتحدث عن حجم المادة.45 جرام x كربونات الكالسيوم 3 + 2HCl = حساب تركيبة الخليط حسب معادلة التفاعل الكيميائي
ممارسه الرياضه:
يتطلب الاحتراق الكامل لمزيج من الميثان وأول أكسيد الكربون (II) نفس حجم الأكسجين. تحديد التركيب خليط الغازفي كسور الحجم.
المحلول:
- اكتب معادلات التفاعل ، رتب المعاملات.
ثاني أكسيد الكربون + 1/2 س 2 = ثاني أكسيد الكربون
CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O - حدد كمية أول أكسيد الكربون (CO) على شكل x وكمية الميثان على أنها y
X لذا + 1 / 2O 2 = ثاني أكسيد الكربون 2 في CH 4 + 2O 2 = ثاني أكسيد الكربون 2 + 2H 2 O - حدد كمية الأكسجين التي سيتم استهلاكها للاحتراق x مولات ثاني أكسيد الكربون و y مولات الميثان.
X 0.5 × لذا + 1 / 2O 2 = ثاني أكسيد الكربون 2 في 2 س CH 4 + 2O 2 = ثاني أكسيد الكربون 2 + 2H 2 O - توصل إلى استنتاج حول نسبة كمية مادة الأكسجين وخليط الغازات.
تشير المساواة في أحجام الغازات إلى تساوي كميات المادة. - اكتب معادلة.
س + ص = 0.5 س + 2 ص - بسّط المعادلة.
0.5 س = ص - خذ كمية ثاني أكسيد الكربون لـ 1 مول وحدد الكمية المطلوبة من CH 4.
إذا كانت x = 1 ، فإن y = 0.5 - أوجد الكمية الإجمالية للمادة.
س + ص = 1 + 0.5 = 1.5 - حدد حجم الكسر من أول أكسيد الكربون والميثان في الخليط.
φ (أول أكسيد الكربون) = 1 / 1.5 = 2/3
φ (CH 4) = 0.5 / 1.5 = 1/3 - اكتب الجواب.
الإجابة: حجم الكسر من ثاني أكسيد الكربون هو 2/3 ، و CH 4 هو 1/3.
المواد المرجعية:
الجدول الدوري
جدول الذوبان
- اكتب معادلات التفاعل ، رتب المعاملات.
تتضمن دورة الفيديو "الحصول على أ" جميع الموضوعات اللازمة لاجتياز امتحان الرياضيات بنجاح بنسبة 60-65 نقطة. تمامًا جميع المهام 1-13 من ملف التعريف المستخدم في الرياضيات. مناسب أيضًا لاجتياز الاستخدام الأساسي في الرياضيات. إذا كنت ترغب في اجتياز الاختبار بمجموع 90-100 نقطة ، فأنت بحاجة إلى حل الجزء الأول في 30 دقيقة وبدون أخطاء!
دورة تحضيرية لامتحان الصفوف 10-11 وكذلك للمعلمين. كل ما تحتاجه لحل الجزء الأول من اختبار الرياضيات (أول 12 مشكلة) والمسألة 13 (حساب المثلثات). وهذا أكثر من 70 نقطة في امتحان الدولة الموحد ، ولا يمكن لطالب مائة نقطة ولا إنساني الاستغناء عنها.
كل النظرية اللازمة. طرق سريعةالحلول والفخاخ وأسرار الامتحان. تم تحليل جميع المهام ذات الصلة بالجزء 1 من مهام بنك FIPI. تتوافق الدورة تمامًا مع متطلبات USE-2018.
تحتوي الدورة على 5 مواضيع كبيرة ، 2.5 ساعة لكل منها. يتم إعطاء كل موضوع من الصفر ، ببساطة وبشكل واضح.
المئات من مهام الامتحان. مشاكل النص ونظرية الاحتمالات. خوارزميات حل المشكلات بسيطة وسهلة التذكر. الهندسة. النظرية ، المادة المرجعية ، تحليل جميع أنواع مهام الاستخدام. قياس المجسمات. حيل ماكرة لحل أوراق الغش المفيدة ، وتنمية الخيال المكاني. علم المثلثات من البداية إلى المهمة 13. الفهم بدلاً من الحشو. شرح مرئي للمفاهيم المعقدة. الجبر. الجذور والقوى واللوغاريتمات والوظيفة والمشتقات. قاعدة لحل المشكلات المعقدة للجزء الثاني من الامتحان.