Визначення відносної густини газів

За законом Авогадро, однакові об'єми газів містять однакову кількість молекул. Звідси виходить, що маси однакових об'ємів газів мають відноситися одна до одної, як їхні молекулярні маси або як чисельно такі самі молярні маси:

Відношення маси певного газу до маси такого самого об'єму іншого газу, взятих за однакових температури й тиску, називають відносною густиною першого газу за другим (позначається О). D= або D=

Найчастіше відносну густину різних газів визначають відносно водню як найлегшого з усіх газів. Молекулярна маса водню дорівнює 2, тому густина будь-якого газу за воднем обчислюється за формулою D() =

Аналогічно, якщо густина певного газу визначають за повітрям, то

D(повітря) = , де 29 – середня молекулярна маса повітря.

Приклад 1. Обчисліть, у скільки разів вуглекислий газ важчий за повітря.

Розв’язок

1. D(повітря)= .

2. Визначаємо молярну масу вуглекислого газу:

M (C ) = 12 + 216 = 44 г/моль.

3. D(повітря) = = 1.5

Відповідь: Вуглекислий газ у 1,5 раза важчий за повітря.
Приклад 2 Обчислити відносну густину за Гідрогеном метану С .

 

Розв’язок

1. D =

2. D = =8

Відповідь: відносна густина метану за Гідрогеном – 8.

Обчислення відносної молекулярної маси речовини

1. Обчислюємо відносну молекулярну масу за формулою:

M_r(речовини) = Σ A_r (елементів) · n,

де n — число атомів (індекс); Σ — знак суми.

2. Визначаємо відносну атомну масу елементів A_r, що входить до складу речовини за періодичною системою Д.І. Менделєєва (значення приблизне).

3. Знаючи, що індекс вказує на кількість атомів у молекулі (n), під час обчислення M_r перемножуємо відносну атомну масу елемента на його індекс (n· A_r).

4. Сумуємо відносні атомні маси елементів

Приклад 1. Визначити відносну молекулярну масу амоніаку, хімічна формула якого NH_3.

Дано:

NH3

Mr (NH3) –?

Розв’язок: Визначаємо Mr : Mr (NH3) = 1·Ar (N) + 3·Ar (H) = 1·14 +3·1=17

Відповідь:відносна молекулярна маса амоніаку дорівнює 17.

У значній частині формул хімічних речовин індекс ставиться за дужками, вказуючи на кількість однакових груп атомів, що входять до складу молекули даної речовини. Тому під час обчислення M_r речовин за їх формулою потрібно помножити суму відносних атомних мас (A_r), групи атомів на їх індекс.

Приклад 2. Визначити відносну молекулярну масу гашеного вапна, формула якого Ca(OH)₂.

Mr(Ca(OH)2)–?

Розв’язок Mr (Ca(OH)2) = = 1· Ar (Ca) + 2·Ar(O) +2·Ar(H) = = 40+2·16 +2·1= 74

(Ca(OH)2)

Дано:

Відповідь: Відносна молекулярна маса гашеного вапна — 74.

Обчислення за термохімічними рівняннями

Хімічні рівняння, в яких зазначено тепловий ефект реакції, називаються термохімічними рівняннями. Обчислення за термохімічними рівняннями аналогічні до розрахунків за хімічними рівняннями. Однією із шуканих або даних за умовою задачі величин у таких обчисленнях є кількість виділеної чи поглинутої під час хімічної реакції теплоти. Кількість теплоти, яка виділяється або поглинається в процесі хімічних реакцій, є тепловим ефектом реакції, позначається ΔН і виражається у кДж або Дж.

Тепловий ефект для екзотермічних реакцій (коли теплота виділяється)

буде негативний. С+O₂ = CO₂; ΔH = -393 кДж

Тепловий ефект для ендотермічних реакцій (коли теплота поглинається) буде позитивний: Cu₂(OH)₂CO₃ (малахіт) = 2CuO + CO₂ + H₂O; ΔH = +47 кДж

Приклад: Яка маса Феруму перетвориться на залізну окалину, якщо при цьому виділилося 112 кДж теплоти, а тепловий ефект цієї екзотермічної реакції — 1118 кДж?

ΔH1 = -112 кДж ΔH2 = -1118 кДж.

m (Fe) —?

Розв’язок 1. Записуємо рівняння реакції: 3Fe +2O2 = Fe2O4; ΔH2 = –1118 кДж.

Дано:

2. Записуємо співвідношення між кількістю речовини Феруму та кількістю виділеної теплоти:

3 моль (Fe) · (–112 кДж)

= 0,3 моль

3. Визначаємо:

–1118 кДж

ν(Fe) =

4.Обчислюємо масу заліза:

m (Fe) = ν(Fe) · M (Fe);

M (Fe) = 56 г/моль;

m (Fe) = 0,3 моль ·56 г/моль= 16,8 г.

Відповідь: на залізну окалину перетвориться 16,8 г Феруму.

 

Обчислення кількості речовини за відомою масою речовини

Приклад: Обчисліть, якій кількості речовини відповідає 459 г Барій оксиду (BaO)

ν (BaO)–?

Розв’язок 1. Записуємо формулу, яка показує співвідношення між кількістю речовини та її масою: ν= m/М

m (BaO) = 459 г

Дано:

2. Знаходимо молярну масу Барій оксиду: M (BaO) = 137 +16 = 163 г/моль

3. Підставляємо значення у початкову формулу:

ν= m (BaO) / M (BaO). ν(BaO) = 459г /153 г/моль =3 моль

Відповідь: 459 г Барій оксиду відповідає 3 моль речовини.