Сабақ жоспары :: Әртүрлі
Файл қосу
Әрекеттесуші заттардың массасын салыстыру
Газдардың молярлық көлемі. Авогадро заңы
Дененің көлемі дене массасының тығыздығының қатынасына тең V=m/p екендігі бізге физика курсынан белгілі. Бұл жерден шығатыны, газдың тығыздынан оның молярлы көлемін (Vm) анықтауға болады, яғни 1 мольдегі газ көлемі. Массаны анықтау үшін заттың санын молярлы массасына көбейтеді: m=ν*m, бұл жерде ν=1 болса, m=М, ал газтәріздес заттың молярлы көлемі газдың молярлы массасының тығыздығына қатынасы арқылы есептеледі: Vm=М/p. Мысалы газдардың тығыздығы келесідей: p(C2Н2) =1,16 г/л, p(NH3)=0,76 г/л, ал олардың молярлы массасы - М (NH3)=17 г/л.
Онда
Vm(C2Н2) =26г/моль : 1,16 г/л = 22,41 немесе 22,4 л/моль
Vm(NH3)=17г/моль : 0,76 г/л = 22,37 немесе 22,4 л/моль
Газдың молін алатын көлем шамамен 22,4 л тең.
Алынған формулаларды (66 беттегі) қолдана отырып, түрлі химиялық есептеулер жүргізеді.
13 тапсырма. Зат мөлшері 0,2 моль сутегінің көлемі қандай болады?
Шешімі:
ν (Н2)=0,2 моль 1- шешімі
0,2 моль˂1 моль-ден 5 есеге, онда көлем де 5
V(Н2)-? Есеге кіші болады V(Н2) = 22,4 л:5 = 4,48 л
Vm=22,4 л/моль
2-шешімі
V= ν* Vm формуласын жазып алып, белгілі шамаларды орнына қойып шығады.
V(Н2) = 0,2 моль*22,4л/моль = 4,48 л
Жауап: 0,2 моль сутегі (Н2) 4,48 л көлемді алады.
14 тапсырма. Баллонда 0,5 кг сығылған сутегі бар. Қалыпты жағдайда бұл газ қанша көлемді алады?
Шешімі:
m(Н2) =0,5 кг=500г 1- шешімі
сутегі Н2 формуласынан массаны тауып
V(Н2)-? Алады. m(Н2) = 1 моль * 2 г/моль = 2 г
М(Н2)= 2 г/моль V(Н2)= 1 моль * 22,4 л/моль=22,4 л
Vm=22,4 л/моль
2 г ˂ 500 г 250 есеге болса, онда газ көлемі 250 есеге көп болады.
V(Н2)= 22,4 л *250= 5600 л, немесе 5,6 м3
2-шешімі
Заттың массасын біле отырып, зат мөлшерін мына формуламен анықтайды.
ν(Н2)= 500 г : 2 г/моль=250 моль
Заттың белгілі саны арқылы гадың көлемін мына формуламен анықтайды: V= ν* Vm :
V(Н2)=250 моль*22,4 л/моль=5600 л
3-шешімі
Физикадағы есепті шешудің кең тараған жалпы әдісін қолдана отырып, соңғы формулаға белгілі шамаларды қоямыз.
ν1 = m/M және ν2 = V/νm Заттың саны бір болғандықтан, ν1=ν2 . Осы жерден көрсетілген формуланың бірінші бөлігі де тең болады. m/M=V/Vm
V=mVm / M.
V(Н2)=500 г * 22.4 л/моль = 5600 л немесе 5,6 м3
2 г/моль
Жауабы: 0,5 кг сутегі Н2 - 5,6 м3 көлемді алады.
Есептер мен жаттығулар
76. Көлемін (қ.ж) табыңыз: 1) 0,1 моль оттегі газының; 2) 0,4 моль атомарлы сутектің; 3) 0,5 моль көмірқышқыл газының; 4) 0,5 моль судың (0 0С жағдайында) ?
77. 110 г массасы бар құрғақ мұз кесегі толықтай буланғанда көмірқышқыл газының көлемі қанша болады?
78. Қосымша сабақтың бірінде екі оқушы газбен жұмыс істеп отырады. Біреуі 250 мл көлемі бар колбаға оттегі жинайды, екіншісі сутегін жинайды. Әр колбада қанша оттегі мен сутегінің молекуласы болғанын есептеңіз (көлемі қ.ж өлшенген).
79. Көлемі 1 л болатын колба азотпен толтырылып, салмағы теңестірілген. Осы колбаға хлорды жинайды. Салмағын теңестіру үшін, қанша салмақтағы жүкті салу керек?
80. Келесі газдардың тығыздығының молярлы массасын анықтаңыз: 1) бром парасы; 2) иодсутегі; 3) фторсутегі; 4) фтор; 5) күкірт оксиді (IV) 6) азот оксиді (IV).
Реакцияға түсетін заттың біреуінің белгілі саны немесе оның нәтижесінде алынатын газ көлемінің химиялық теңестіру бойынша есептеу
Осындай тапсырмалардың шешімін үйрете отырып, теңестіру бойынша алынған икемділік тасымалын жүргізу керек. Тапсырмалардың жаңа түрлерін қарамас бұрын оқушылар үйден реакцияларды теңестіріп үйренуі қажет. Тапсырманың мәтіні ілінетін тақтаға жазылады, сол жерде үй жұмысын тексеріп отырғанда оқушы шешімін жазып алады. Кейіннен оқушыларға жаңа тапсырма беріледі. Мәтінімен танысып болған соң, олар берілген тапсырма мен үй тапсырмасына салыстыру жүргізеді.
Қарастырылып отырған тапсырма бұған дейінгі теңестіру реакцияларына қарағанда оның мәтінінде газобразды заттардың түзілу реакциясы сипатталуымен ерекшеленеді, одан бөлек заттың массасының орнына қалыпты жағдайда алынған газ көлемі көрсетіледі немесе оны есептеп алу керек.
Бұл тапсырмаларда реакция теңестіру бойынша, газдардың зат санынан немесе массасынан тікелей пропорцианалды тәуелділігі бар. Шешімнің пайымдау логикасы және есепті шешу әдістері реакция теңестіру бойынша осыған дейін қарастырылған екі тапсырмаға ұқсас болады.
Есептеулерде газдың молярлы массасының орнына молярлы көлемді қолданады, сәйкесінше массаның орнына газобразды заттың көлемі қолданылады, айырмашылық осы жерде.
15 тапсырма. 0,2 моль цинкті күкірт қышқылы ерітіндісімен әрекеттендірсе қандай көлемдегі сутекті ала аламыз?
Мәтінде мұқият оқып, тапсырмада қандай реакция айтылғанын анықтап, тапсырманың шартын және реакция теңестіруін жазып алады.
Шешімі:
ν (Zn)=0,2 моль Zn +H2 SO4 = Zn SO4 + H2 ↑
V(Н2)-? 1 моль Zn реакция теңестіруіне сәйкес күкірт
Vm=22,4 л/моль қышқылының ерітіндісіне т.се отырып 1 моль
Сутегі ырғып шығады. Тапсырманың шарты бойынша 0,2 моль Zn берілген, яғни 0,2 моль˂1 моль 5 есеге, сондықтан сутегі 5 есеге кем ырғып шығады, V=ν*Vm
V(Н2)= 22,4 л/моль* 0,2 моль = 4,48 л
Тапсырманы пропорция әдісімен шешсек келесідей:
0,2 моль V л
Zn + H2 SO4 = Zn SO4 + H2 ↑
22,4 л
Реакция теңестіру бойынша 1 моль H2 бөлінеді, оның көлемі V=ν*Vm формуласы бойынша есептеледі.
V(Н2)= 1 моль * 22,4 л/моль = 22,4 л
Пропорционалды тәуелділіктің негізінде, келесі пропорцияны құрады: 0,2 ꞉ 1 = V꞉ 22,4 . Осыдан
V(Н2)=0,2 моль * 22.4 л = 4,48 л
1 моль
Жауап: 0,2 моль Zn 4,48 л H2 қышқылынан ырғып шығады.
16 тапсырма: 18г көмір жану үшін оттектің қандай көлемі қажет?
Шешімі:
m (C)=18 г С+O2 =СO 2 ↑
V(О2)-? 1 моль көміртек реакциясының теңестіруіне
Vm=22,4 л/моль сәйкес жана отырып 1 моль оттекті қажет етеді:
M (C) = 12г/моль m (C)= 1 моль * 12 г/моль = 12 г
V(О2) = 1 моль *22,4 л/моль = 22,4 л
18 г >12 г 1,5 есеге, сондықтан оттектің де 1,5 есе артық көлемі керек :
V(О2) = 22,4 л* 1,5 = 33,6 л
Жауап. 18 г көмір жану үшін 33,6 л O2 қажет.
Кейіннен оқушыларға тапсырманы <<моль>> және пропорция әдісі ұғымдарын қолдана отырып өз бетінше орындау ұсынылады.
Есептер мен жаттығулар
81. 10,8 г алюминий тұз қышқылының ерітіндісімен әрекетке түскенде сутектің қанша көлемі бөлініп шығады?
Басқа да шаманың мәнін қолдана отырып кері есеп құрыңыз.
82. Алюминий қалдығын 1,5 моль тұз қышқылының ерітіндісімен әрекетке түскендегі тұз массасын және сутектің көлемін есептеңіз?
Кальцийдің тұз қышқылымен реакциясын қолдана отырып кері есеп құрыңыз.
83. Генератордаға суды ыдырату негізінде жиналған 0,5 моль саны бар заттағы сутек пен оттектің көлемін есептеңіз? Бөлінген газдардан қанша шытырлауық газды алуға болады?
84. Лабораториялық спиртовкада көмірқышқыл газ бен су бөлінген этил спиртінің С2 Н5 ОН жануы болып жатыр. Әр сабақта 18 столдың әрқайсысында 2,3 г спирт жанатын болса, ауа кеңістігіне өтіп кеткен көмірқышқыл газының көлемін анықтаңыз.
Газдардың қатысты тығыздығын есептеу.
Есептерді шешу барысында, газобразды заттарды сипаттайтын шамалардың әртүрлі қатынасын қолдануға болады, себебі Авогадро заңы бойынша түрлі газдардың бірдей көлемінде бірдей шарттарда молекулалардың тең саны орналасады. Сонда, екі газдың массасы, тығыздығы, қатыстық молекуларлық массасы бойынша айырмашылығы болады.
Түсіндіру барысында мынадай болжам жасауға болады: 1 л - ден (тең жағдайда: температура мен қысым) көмірқышқыл газы мен сутек бар, оларда молекулалардың тең саны бар. Осы газдардың массасы тең болама? Әрине, жоқ. Көмірқышқыл газы және сутегі молекулаларының массасы олардың қатыстық молекуларлы массасының әр түрлі болатынындай солайша бұларда да әр түрлі:
m (CO2) = Mͬͬ ᵣ (CO2)
m (H2) Mͬͬ ᵣ (H2)
Көмірқышқыл газы және сутегі массаларын олардың көлемін тығыздығына көбейтіндісі арқылы көрсетуге болады:
m = V p; m (CO2) = V (CO2) * p (CO2),
ал m (H2) = V(H2) * p(H2)
Осы жерден жазуға болады:
V (CO2) * p (CO2) = Mͬͬ ᵣ (CO2)
V(H2) * p(H2) Mͬͬ ᵣ (H2)
Газдардың көлемі тең болғандықтан, одан шығатыны
р(CO2) = Mͬͬ ᵣ (CO2) немесе жалпылай түрде
р(H2) Mͬͬ ᵣ (H2)
р 1 = Mͬͬ ᵣ (1)
р 2 Mͬͬ ᵣ (2)
Бірінші газдың тығыздығының екінші газ тығыздығына қатынасы осы газдардың қатыстық молекуларлық массасының қатынасына тең.
р 1
р 2 қатынасы бірінші газдың екінші газға қатыстық тығыздығы деп айтып d немесе D деген әріппен белгілейді. Газдың қатыстық тығыздығын газдардың бірдей көлемде, бірдей жағдайда алынған массасынының қатынасына қарай немесе олардың тығыздығының қатынасы немесе қатыстық молекуларлық массасының қатынасына қарай есептеуге болады: d = m = р 1 = Mͬͬ ᵣ (1)
m р2 Mͬͬ ᵣ (2)
17 тапсырма. Азот бойынша хлорсутектің тығыздығын анықтаңыз.
Шешімі:
HCI 1 әдісі
d( N2 - ге қатысты HCI)-? Тапсырма шартында газдардың аты көрсетілген, шешу үшін осы газдардың қатыстық молекуларлық массасын қолданамыз:
Mͬͬ ᵣ (HCI) = 36.5
Mͬͬ ᵣ (N2) =28
d = Mͬͬ ᵣ (HCI) ; d = 36,5 = 1,3
Mͬͬ ᵣ (N2) 28
2 әдісі. Осы газдардың тығыздығы жазылған анықтамадан мәліметтер алып есепті шешуге болады:
р (HCI) =1,63 г/л
р(N2) =1,25 г/л
d= р (HCI); d= 1,63 г/л = 1,3
р(N2) 1,25 г/л
Жауап: d( N2 - ге қатысты HCI) =1,3
18 тапсырма.
Колбадағы газдың массасы 1,1 г. Сутектің осындай көлемі осындай жағдайда 0,05 г болады. Сутек бойынша газдың қатыстық тығыздығын табыңыз.
Шешімі:
m (газ) =1,1 г d = m (газ) = 1,1г = 22
m(H2) = 0,05 г m(H2) 0,05 г
DH2-?
Жауап. d H2= 22
Газдың қатыстық тығыздығын есептеген кезде, сутек бойынша немесе ауа бойынша қатыстық тығыздығын есептей отырып сутегімен немесе ауамен салыстырады. Формуладағы Mͬͬᵣ (Н2) сутектің қатыстық молекуларлық массасы орнына, келесіні аламыз:
DH2 = Mͬͬ ᵣ (газ) немесе Mͬͬ ᵣ (газ) = 2 DH2
2
Мына формула шығады Dауа = Mͬͬ ᵣ (газ) немесе Mͬͬ ᵣ (газ) = 29*Dауа
29
Мұнда 29 - ауаның тұрақты құрамын есепке ала отырып анықтағандағы қатыстық молекуларлық массасының орташа мәні.
Осылайша, сутек пен ауа бойынша газдардың қатыстық тығыздығын анықтауға болады.
19 тапсырма.
Ауа бойынша газдың қатыстық тығыздығы 0,55 тең. Газдың қатыстық солекуларлық массасын табыңыз.
Шешімі: Mͬͬ ᵣ = 29 * d ауа , Mͬͬ ᵣ (газ) =29 * 0,55 = 15,95≈16
d ауа =0,55
Mͬͬ ᵣ -?
Жауап. Mͬͬ ᵣ (газ) =16
20 тапсырма.
Күкірт оксидінің (IV) су және ауа бойынша қатыстық тығыздығын есептеңіз.
Шешімі:
SO2
dH2-?
d ауа - ?
dH2 = Mͬͬ ᵣ (SO2) dH2 (SO2) = 64 = 32
2 2
d ауа = Mͬͬ ᵣ (SO2) d ауа (SO2) = 64 = 2,2
29 29
Жауап. dH2 (SO2) = 32, d ауа (SO2) = 2,2
Тапсырмалар мен жаттығулар.
85. Сутегі бойынша келесі заттардың қатыстық тығыздығын анықтаңыз: 1. Оттегі; 2. Азот; 3. Көмірқышқыл газы.
86. Ауа бойынша қатыстық тығыздықты анықтаңыз: 1. Хлор; 2. Азот оксиді (IV) NO2 ; 3. Күкіртсутегі Н2 S; 4. Көмірқышқыл газы.
87. Оттегі бойынша газдың қатыстық тығыздығы 2 ге тең. Сутегі бойынша осы газдың қатыстық тығыздығын анықтаңыз.
88. газдың белгілі көлемінің массасы 2,32 г болғанда,осындай көлемдегі ауаның массасы 2,58 г болғандағы газдың қатыстық тығыздығын және оның қатыстық молекуларлы массасын есептеңіз.
Химиялық теңестірулер бойынша газдардың көлемдік қатынасын есептеу.
Бұл тапсырмалар негізінен химиялық процесстердегі газдардың көлемдік қатынасының мәнін (Л. Гей - Люссака химиялық заңы) түсіндіргеннен кейін ауызша орындалады. Көміртек (II) оксиді жану реакциясын теңестіріп қарастырады: 2СО + O2 =2C O2 . Реакция теңестіруіне сәйкес 2 моль тұншықтырғыш газы 1 моль оттекпен әрекеттесіп 2 моль көмірқышқыл газы түзіледі. Қалыпты жағдайда бұл реакция болды деп есептесек, әр газдың 1 молі 22,4 л болатын көлемді алады. 2*2,24 л СО мен 22,4 л O2 байланысып 2*2,24 л СО2 түзіледі. Сонда әрекеттесуші газдардың көлемінің қатынасы келесідей болады:
V(CO) : V (O)2 : V (CO2 ) = 2*22.4 л : 22,4 л : 2*22,4 л
22,4 л санына қысқартып, келесіні аламыз:
V(CO) : V (O)2 : V (CO2 ) = 2 :1 : 2
Оқушылар байқағандай, бұл сандар - реакция теңестірудегі газобразды заттардың формуласының алдындағы коэффициент. Осының негізінде қорытынды жасаймыз, әрекет етуші және түзілуші газдардың көлемі осы заттардың санына пропорцианалды (немесе олардың коэффициенттеріне):
V1 :V2 = ν1 : ν2
Соңында Күкіртсутектің жануының теңесуін қарастыру керек:
2H2 S + 3O2 = 2H2 O + 2SO2
Сонымен қатар осы химиялық реакциядағы газдардың көлемдік қатынасын көрсету керек. Оқушылардың назары судың қалыпты жағдайда сұйықтыққа конденсациялануына түседі, сондықтан айтылған заңдылықтың суға қатысы жоқ. Қарастырылған теңестіру көрсеткендей, әрекет етуші газдардың көлемдік қатынасы қабылдаушы газдарға қатынасы 5 : 2, ал
V(H2 S) : V (O2) : V (SO2) = 2 : 3 : 2
Химиялық теңестірулер бойынша газдардың көлемдік қатынасының есебі негізінде есептің химиялық мәнін қарастыруға алып келеді; реакция теңесуі жазылады, коэффициенттер қойылады. Математикалық есептеулер өте қарапайым, оларды ауызша шығара беруге болады.
21 тапсырма.
2 л аммиакты жаққан кезде қандай көлемдегі азот бөлініп шығады және қандай көлемдегі оттек қажет.
Шешімі:
V (NH3)= 2 л
V(N2) -?
V(O2) - ?
Бізге белгілі нарсе, әдетте жану барысында жанған заттың құрамына кіретін элементтерден оксидтер түзіледі. Бірақ тапсырмада көрсетілгендей, реакцияның бір өнімі азот, екіншісі су болып табылады. Реакцияның теңесуін жазайық:
4 NH3 + 3O2 = 2N2 + 6 H2 O
Теңестіруге сәйкес,
V (NH3) : V (O2): V(N2) = 4 : 3 : 2
4>2, есеге демек оттек 2 есеге аз қажет болады, 2 есеге аз азот қажет болады. Жауап. 2 л NH3 жану үшін 1,5 л O2 қажет, оның үстіне 1 л N2 бөлініп шығады.
Химиялық реакциялардағы газдардың көлемдік қатынасы негізінде газобразды заттардың формуласын есептеуге болады.
22 тапсырма.
1 л белгісіз затты жағу үшін 5 л оттек қажет болатын газобразды заттың молекуларлы формуласын шығарыңыз. Реакция нәтижесі бойынша, 3 л көмірқышқыл газы және 4 л су буы бөлінеді.
Шешімі. Алдымен реакцияға түсетін заттар (белгісіз газ және оттегі) мен реакция өнімдерін (су мен көмірқышқыл газы) анықтап алады. Тапсырма шартында көрсетілген газдардың көлемі теңестірудегі коэффициентке сәйкес келеді. Осының негізінде, реакция счемасын тұрғызамыз:
Газ + 5О2 3 СО2 + 4 H2 O
Реакцияға дейінгі және одан кейінгі оттек атомының санын есептеу көрсеткендей, жанған газда оттек болған жоқ. Жану өнімдерінен (су мен көмірқышқыл газы) мынадай қорытынды жасаймыз, газобразды зат көміртек пен сутектен құралды. Схема келесі түрде құрылады:
Сх Ну + 5О2 = 3 СО2 + 4 H2 O
3 моль көмірқышқыл газында 3 моль С бар, демек х = 3. 4 моль H2 O - да 8 моль Н бар, демек у=8.
Жауап. Газ формуласы - С3 Н8 (пропан).
Тапсырмалар мен жаттығулар
89. Келесі заттарды 3 л көлемде жақса, көмірқышқыл газының көлемі қандай болады: 1. Метан СН4 2. Этан С2 Н6 3. Ацетилен С2 Н2
90. Келесі заттарды 2 л көлемде толық жандыру үшін, қанша көлемді оттек қажет: 1. Тұншықтырғыш газ СО; 2. Күкіртсутегі Н2 S; 3. Бутан С4 Н10
91. Катализатор арқылы 20 л азот және 60 л сутек қыздырылды. Осы заттар толығымен реакцияға түскен жағдайда алынған аммиактың көлемін анықтаңыз.
92. Газ плитасында 5 л пропанды С3 Н8 жағу үшін қанша оттек қажет? Ас үйде газ плитасын қосар алдында неліктен терезе ашылады?
§ 2. IХ сынып тапсырмалары
Әрекет етуші заттардың біреуі артығымен берілгендегі химиялық теңестіру есептері.
Алдымен базалық тапсырмалардың кестесін (5 кесте, 67 б.) оқушылармен қарап алу керек. Оқушылар 14 варианттың 13 - айырмшылығын белгілеп алады. Айырмашылық мынада болатын: алдыңғы тапсырмаларда масса, зат саны, бір заттың көлемі беріліп, екінші заттың айтылған шамаларының біреуін табу керектігінде. Қарастырылған тапсырмаларда біреуі артық берілетін екі әрекет етуші заттың массасы көрсетілген. Реакцияға түскенде толығымен әрекеттенбегендіктен қалғаны қалатын еді. Алынған өнімдердің есебі реакцияға толық түскен зат бойынша жүргізіледі. Сондықтан, басында қай заттың артығымен берілгенін анықтап алу керек, кейін есептеудің рационалды әдісін қолдана отырып, базалық есепті шешеді.
1 тапсырма.
20 г магний оксиді ерітіндісімен 94,5 г азот қышқылы реакцияға түскенде магний нитратының массасын есептеңіз.
Мұндай тапсырманы орындау үшін, біріншіден анықтап алу қажет: артығымен берілген қай зат, магний окиді ма азот қышқылы ма?
Шешімі.т (MgO) =20 г т (HN03) =94,5 г
т (Mg (N03)2) -- ?
М (MgO) =40 г/моль М (HN03)=63 г/моль М (Mg (N0.3)2) =
=148 г/моль
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
Зат санын келесі формуладан тауып алады. ν = m/M
ν (MgO) = 20 г : 40 г/моль = 0,5 моль
ν (HN03)= 94,5 г : 63 г/моль = 1,5 моль
1 моль магний окиді мен 2 моль (HN03) әрекеттескендегі реакция теңесуіне қараймыз, демек оттек 2 есеге көп көлемде қажет яғни 1 моль HN03 . Тапсырма шарты бойынша ол 1,5 мольге тең. Осы жерден шығатыны қышқыл бұл жерде артығымен беріліп тұр.
Енді базалық есепті шешу керек, яғни магний оксиді массасынан алынған тұздың массасын есептеу керек.
1 моль (MgO) оттегімен әрекетке түсіп, 1 моль Mg (N03)2 түзеді, сондықтан 0,5 моль MgO азот қышқылымен 0,5 моль (N03)2 түзеді. Осыдан:
т (Mg (N03)2 ) = 148 г/моль * 0,5моль = 74 г
Жауап. 20 г MgО реакцияға түскенде 74 г Mg (N03)2 береді.
Заттың артығын табу тәсілдері
1тәсіл. Реакцияға түсетін зат санын есептеу және салыстыру.
2 тәсіл. Реакцияға түсетін массалардың қатынасы арқылы
m (MgO) : m (HN03) =40 : 126 = 2 : 6,3
m (MgO) : m (HN03) =20 : 94,5 = 2 : 9,4
6,3 <9,4 -- қышқыл артығымен берілген.
3 тәсіл. Әрекеттесуші заттардың массасын салыстыру.
m (MgO) = l моль-40 г/моль = 40 г
m (HN03)=2 моль-63 г/моль=126 г/моль
20 г <40 г 2 есеге, демек қышқыл да 2 есеге кем болу керек.
m (HN03) = 126 г : 2 = 63 г, шарт бойынша қышқыл 94,5 г, байқағанымыздай артығымен берілген.
4 тәсіл. Белгілі шамалардың біреуін белгісіз деп есептейтін пропорция тәсілі.
а) 20 г тх
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
40 г 126 г
20 : 40 = тх : 126
т (HN03) = 20 г * 126 г = 63 г
.
40 г
63 <94,5 -- қышқыл артығымен берілген
б) тХ1 94,5 г
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
40 г 126 г
тХ{ : 40 = 94,5 : 126
т (Mg0) = 40 г * 94,5 г = 30 г
126 г
Барлық қышқыл әрекетке түсу үшін, 30г магний оксидін алу қажет. Ал шарт бойынша, оның тек 20 г берілген. Демек, қышқыл толығымен әрекетке түспейді, қышқыл артығымен берілген.
5 тәсіл. Пропорционалдық коэффициенті бойынша
20 г 94,5 г
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
40 г 126 г
20 г : 40 г = 0,5; 94,5 г : 126 г = 0,75
0,5 <0,75 -- қышқыл артығымен берілген.
Артығымен берілген затты табу тәсілін түсіндіріп болған соң, оқушыларға тапсырманы өз бетінше аяқтатуға болады, яғни магний нитратының массасын сол тәсілмен рационалды әдістерін қолдана отырып есептету. Оқушылар пропорция тәсілінің ұзақ уақыт алатынын байқайды.
Тапсырмалар мен жаттығулар
Артылу есептерін шешіп үйрену үшін келесі тапсырмаларды орындауға болады: 5 - 107, 5 - 109, 5 - 111, 5 - 118, 5 - 135, 5 - 136, 6 - 25.
93. 30 г тұзқышқылы бар ерітіндіні 25 г кальций карбонатымен әрекеттендірсе, қанша (қ.ж) көмірқышқыл газ бөлініп шығады?
94. 5,35 г темір (ІІІ) гидроксиді ерітіндісіне 10 г азот қышқылын әрекеттендіргендегі тұздың массасын есептеңіз.
Теориялық мүмкін болатын тұрғыда өнімнің массалық немесе көлемдік үлесін анықтау
Есептердің бұл түрін шығару үшін <<өнім шығуының массалық үлесі>> түсінігін қарастырудан бастайды. Оқушыларға өндіріс барысында шикізаттың бір бөлігі әрекетке түспей қалып, өнімнің белгілі бір бөлігін бере алмау жағдайы кездесетіні айтылады. Сонымен қатар, дайын өнімнің белгілі бір бөлігі өндіріс процесінде жоғалу (технология бұзылуы, аппарат қабырғасына жабысып қалу т.б.) жағдайы да кездеседі. Осылайша, дайын өнім үнемі теориялық есептеулерге қарағанда аз болады. Алынған өнімнің массасының теориялық тұрғыдағы зат массасына қатынасын өнім шығуының массалық үлесі (η) деп айтады.
Газобразды немесе сұйық күйдегі өнімді алу барысында массалардың қатынасын емес, дайын өнімнің көлемінің қатынасын анықтайды. Бұл жағдайда, өнім шығуының көлемдік үлесін есептейді. Технологиялық есептеулерде әдетте жай ғана өнім шығымы терминін қолданады.
η = m прак
mтеор
Өнім шығымын жиі жиі пайызбен көрсетеді.
2 тапсырма.
Құрамында 45 % күкірті бар 320 т күкірт колчеданынан 405 т күкірт қышқылы алынды. Күкірт қышқылының массалық шығым үлесін есептеңіз.
Шешімі:
m (руда )= 320 т
ω (S рудадағы) = 0,45
m(H2S04)=405т
η(H2S04) -?
М (S) = 32 * 10 -3 кг/моль
М (H2S04) = 98 * 10 [-3] кг/моль
формуланы жазып алады: η = m прак
mтеор
Көрсетілген формуладан көрініп тұрғандай, өнімнің массалық шығым үлесін есептеу үшін күкірт қыщқылының m прак және mтеор білу керек. Алынған масса есептің шартында көрсетілген, ал mтеор (H2S04) күкірттен күкірт қышқылын алу процесін ескере отырып есептеу керек:
m (S) =320*103 кг*0,45= 144*103 кг
Күкірт қышқылын алу процесінде болып жатқан реакция теңестірулерін жазады:
S+02 = S02; 2SO2 +02 = 2S03;
S03 + H20 = H2S04
Үш теңесуді сомалап алғаннан кейін, келесіні алады:
2S + 302 + 2Н20 = 2H2S04
Осылайша, өндіріс барысында 1 моль күкірт 1 моль күкірт қышқылын береді:
S H2 S04
Теориялық түрде 144 т күкірттен күкірт қышқылы массасын алуды жоғарыда көрсетілген түрлі әдіс-тәсілдермен алады. Мысалы, күкірт затының санын есептейді:
v = m / М; v(S) = 144*103 кг : 32*10-3 кг/моль = = 4,5*106 моль.
Схемаға сәйкес күкірттен күкірт қышқылын алғанда күкірт қышқылының осындай мөлшері болады, яғни 4,5*106 моль H2 S04 . күкірт қышқылының массасын есептейді
m"=vM; mTeop (H2S04) = = 4,5-106 моль*98*10-3 кг/моль = 441 :: 103 кг, или 441 т.
Алынған мәндерді формулаға қойып, күкірт қышқылының массалық шығым үлесін есептейді:
η (H2SO4) =405 т : 441 т = 0,94, или 94%.
Ответ: п (H2S04)=94%.
Бұған кері есеп те құрылуы мүмкін. Шығымның массалық үлесі беріледі, тәжірибеден алынған заттың массасы мен көлемін табу керек.
3 тапсырма
Аммиактың массалық шығым үлесі 98% болғанда, 20 г аммоний хлор мен артығымен кальций гидроксидін қыздырғанда аммиактың көлемін есептеңіз.
Тапсырмада аммоний хлор мен кальций гидроксидінің реакция нәтижесінде аммиак, кальций хлориді, және су түзіледі.
Шешімі:
(NH4CI) =20 г
η (NH3) =98% =0,98
V (NH3) -- ?
М (NH4CI) -- 53,5 г/моль
Vm -- 22,4 л/моль
η = m прак : V прак = ν* Vтеор
mтеор
белгісіз шама Vтеор - 20 г аммоний хлорнан алуға болатын аммиак көлемі:
20 г V
2NH4C1 + Са (0Н)2 = 2 NH3 +СаСІ2 + 2Н20
107 г 44,8 л
Теңестіру бойынша
m(NH4CI)=2 моль*53,5 г/моль=107г
V (NH3)=2 моль*22,4 л/моль = 44,8 л
пропорция: 20 : 107 = V : 44,8.
Vтеор (NH3) = 20 г*44,8 л = 8,4 л
107 г
Vпракт (NH3) = 8,4 л*0,98 = 8,2 л
Жауап: 20 г NH4C1 жанғ. 8,2 л NH3 аламыз.
Кері есептің де мынадай түрі бар: массалық шығым үлесі көрсетіледі, шыққан заттың массасын анықтау керек.
4 тапсырма.
Массалық шығым үлесі 0,9 болғанда, 200 кг фосфор қышқылын алуға фосфор массасын есептеңіз.
Шешімі:
m(Н3РО4)= 200 кг
η (Н3РО4)= 0.9
m(Р) -- ?
М, (Н3РО4)= 98*10[-3] кг /моль
М (Р) = 31*10 3кг /моль
η = m прак : mтеор = mпрак : η
mтеор
mтеор = (Н3РО4) =200 кг: 0,9 = 222,2 кг
Н3РО4 теориялық түрде массасын біле отырып теңесңтіру реакциясы бойынша фосфор массасын есептейміз.
4Р + 502 = 2Р205 2Р205 + 6Н20 = 4НзР04
4Р + 502 + 6Н20 = 4НзР04
Суммарлық теңестіру бойынша 1 моль фосфор, 1 моль фосфор қышқылын береді, демек 98 кг қышқылға 31 кг фосфор қажет.
т 222,2 кг
31 кг 98 кг
Р НзР04
Пропорция : 31 : т = 98 : 222,2.
31 кг*222,2 кг
т (Р) = 98 кг = 70,3 кг
Жауап. 200 кг НзР04 алу үшін тек қана 70,3 кг қажет.
Тапсырмалар мен жаттығулар.
ХХІІ. Өнімнің массалық шығым үлесі: көлемдік шығым үлесі түсінігін түсіндіріңіз. Өнім шығымын есептеу үшін математикалық формуланы жазыңыз.
95. Жас химик қосымша сабақта калий нитраты мен күкірт қышқылын әрекеттендіріп азот қышқылын алайын деп шешті. қышқылдың массалық шығым үлесі 0,98 болғанда 20,2 калий нитратынан алған азот қышқылының массасын табыңыз.
96. Аммоний нитратын NH4NO2 қыздырғанда азот пен су түзіледі. Азоттың көлемдік шығым үлесі 89 пайыз болғанда, 6,4 г аммоний нитратын ыдыратсақ қанша көлемде азот алуға болады?
97. Азот окидінің (ІІ) көлемдік шығым үлесі 90 пайыз болғанда, 5,6л аммиакты лабораторияда каталитикалық қыщқылдау арқ. алатын болсақ азот окидінің көлемін табыңыз.
98. Металликалық барийді оның металликалық алюминий оксидін қалпына келтіру арқылы, алюминий оксиді мен барийді қалыптастыру арқылы алады. 4,59 г барий оксидінен 3,8 кг барий алынған жағдайдағы барийдің массалық үлес шығымын табыңыз.
99. Азот окидінің (ІV) көлемдік шығым үлесі 94 пайыз болғанда, 2,1 л азот оксидін алу үшін қанша мыс керек? Реакцияға концентрленген азот қышқылы артығымен түседі.
Термохимиялық теңестіру бойынша есептер.
Термохимиялық теңестірулер мен септерді тәжірибеде алатын немесе кететін энергияның санын анықтау үшін кең қолданады. Реакция барысында алынған немесе шыққан жылу (Q) саны мен массаның арасында тура пропорционалды тәуелділікбар. Бу котелындағы көмір қаншалықты көп жағылған сайын жылу да соншалықты көп бөлінеді. Сондықтан термохимиялық теңестірулер мен септерді шешуді, осының алдында қарастырған әдістер арқылы жүзеге асыруға болады.
4 тапсырма.
Шешімі :
m(H2)=12г
(Q) - ?
М (H2) = 2 г/моль
2Н2 + O2 = 2Н2O + 571,6 кдж
Теңестіру бойынша, 2 моль Н2 жанғанда 571,6 кдж жылу бөлінеді. Н2 затының санынан массасына m= ν·M формуласымен өтеді.
т{Н2)=2 моль·2 г/моль = 4 г
1 әдіс шартта берілген сутегі массасын реакция теңестіруіндегі (12 г >4 г) 3 есе сутегі массасымен салыстырады. Демек бұл жағдайдағы жылу эффектісі реакциядағы эффекттен 3 есе көп болады:
Q = 571,6 кДж·3=1714,8 кДж
Жауап. 12 г Н2 жанғанда 1714,8 кДж жылу бөлінеді.
2 әдіс кері есеп жүргізсек болады, сутек массасынан осы шартта заттың санына қарай m= ν*M формуласымен өтеді :
ν (Н2) = 12 г : 2 г/моль = 6 моль
Теңестіруге сай 2 моль Н2 жанғанда 571,6 кджжылу бөлінеді, ал 6 моль Н2 жанғанда 3 есеге көп жылу бөлінеді:
Q = 571,6 кДж·3= 1714,8 кДж
3әдіс жанған сутектің массасы мен жылу санының арасында тура пропорционалды тәуелділік тудырады. Термохимиялық теңестіруді жазып алады, реакция теңескендегі мәндерді формулаға жазып қояды, теңескен жердің астыңғы жағына есепке сәйкес шаманың мәнін жазады:
12 г Q
2Н2 + 02 = 2Н20 + 571,6 кДж
4 г
Пропорция құрады 12 г/ 4 г = Q/571,6 кДж
Пропорция ережесі негізінде, белгісізді табады:
Q = 12 г · 571,6 кдж = 1714,8 кдж
4 г
5 тапсырма.
1 г магний жанған уақытта 25,6 кдж жылу бөлінетін болса, термохимиялық теңдеуді құрастырыңыз. Реакцияның термохимиялық теңдеуін құру үшін реакцияның жылу эффектісін есептеу керек, магний жануының теңдеуін жазып, осы мәндерді жазып қою керек.
Шешімі:
т (Мg) = 1 г
Q = 25,6 кДж
Q' -- ?
М (Мg) =
= 24 г/моль
2Мg + O2 = 2Мg O
Шартты талдау мен магний жануының теңестіру уақытында келесідей қорытынды жасайды: реакцияның жылу эффектісін есептеу үшін алдымен 2 моль магний жанған кезде бөлінетін жылу көлемін есептеп алу керек:
m= ν·М; т (Мg)=2 моль·24 г/моль = 48 г
48 г > 1 48 рет, демек Q= Q·48
Q[']= 25,6 кдж ·48 = 1228,8 кдж
Жауап. 2Мg + О2 = 2МgO+ 1228,8 кДж
Бұл тапсырманы пропорцияны қолданып өз бетінше орындау керек. Кейін 5 тапсырма мен 4 тапсырма шешімін салыстырып, ұқсастығы мен айырмашылығын айтады. Бұлар бір-біріне қатынасы бойынша қандай есептер? Жауапты ынталандыру керек.
Тапсырмалар мен жаттығулар.
100. 2 г аллюминий жанғанда 62 кдж жылу бөлінетіні белгілі болса, термохимиялық теңестіруді құрыңыз. Осы мәндерді 2 және 4 есеге өзгертіп кері есеп құрыңыз.
101. трамвайлы рельстерді сваркілеу үшін термиттелген смесьті қолданады. Смеське алюминий порошогы мен темір оксиді (ІІІ) 2 : 1 қатынаста қосылады. Термитті смесь жануының термохим.теңдеуі келесідей:
2А1 + Ғе2Оз = А12Оз + 2Ғе+829,62 кДж
Келесі өнімдер түзілгенде қанша жылу бөлінеді: 1. Темір 4 моль. 2. Темір 1 моль. Тапсырманы ауызша орындаңыз.
Өнім массасын немесе көлемін қоспасы бар шығушы заттың массасы немесе көлемі белгілі болған реакцияда есептеу
Есептің мұндай түрін шешуді қарастырғанда оқушыларға түрлі химиялық өндіріс барысында қандай да бір өнімді алу үшін шығушы зат, яғни шикізатты қолданатыны айтылады. Сонымен қатар шикізаттың әрқашан таза болмайтыны, оларда әр түрлі қоспалар болатыны айтылады. Бұл қоспалар өндіріс барысында, қажетті өнімді түзей алмайды, сондықтан алынатын өнімнің массасы мен көлемін анықтау үшін алдын ала реакцияға түсетін таза заттың массасы мен көлемін есептеп алу керек. Одан кейін ғана, реакция теңестіру бойынша негізгі тапсырманы орындаймыз.
Қоспаның құрамын әдетте пайызбен көрсетеді. Бұл көрсеткіш таза өнімнің массалық үлесін немесе қоспаның үлгідегі массалық үлесін көрсетеді. Таза зат немесе қоспаның массасын есептеу үшін келесі формуланы қолданады:
ω (таза зат) = т (таза зат)
т (қоспа)
m(таза зат) = m(қоспа)* ω (таза зат)
Таза заттың массасын басқа әдіспен де есептеуге болады, алдымен қоспаның массасын анықтап , кейін оны қоспа массасынан шегереміз: m(қоспа) = m(смесь) * ω(қоспа)
6 тапсырма. Заводқа 35 % бос маңызы жоқ минералы бар 50т фосфорит жеткізілді. Таза кальций фосфатының массасын есептеңіз.
Шешімі:
Таза кальций фосфатының рудадағы мөлшері 65% (100 % - 35%), ω (бос минерал) = 0.35. ал ω (Са3(PO4)2) = 0.65
m(Са3(PO4)2)= 50 т·0,65 = 32,5 т
m (қоспа)=50 т ·0,35 = 17,5 т, онда
m(Са3(PO4)2)= 50 т-17,5 = 32,5 т
Жауап. m(Са3(PO4)2)= 32,5 т
7 тапсырма. Құрамында 92 пайыз кальций карбонаты бар 500 кг әктасты жандырғандағы көмірқышқыл газының көлемі (м3) мен жанған әктің массасын есептеңіз.
Шешімі:
т (әктас) =500 кг
ω (СаСОз) =0,92
V (С02) -- ?
т СаО -- ?
М (СаСОз) =
= 100 кг/кмоль
М(СаО) =56 кг/кмоль
Ѵ,„<=22,4 м3/кмоль
Әктастағы СаСОз массасын алады: т (СаСОз) =500 кг*0,92 = 460 кг
Әктас ыдырауының реакция теңесуін жазады:
СаСОз = СаО+ СО2
Теңдеу бойынша
т (СаСОз) = 1 кмоль·100 кг/кмоль=100 кг
т (СаО) = 1 кмоль·56 кг/кмоль = 56 кг
V (СО2) = 1 кмоль·22,4 м3/кмоль = 22,4 м3
Кейіннен шешу үшін массаларды салыстыру әдісін қолданады.
460 кг> 100 кг 4,6 есеге, демек V (СО2) т (СаО) 4,6 есеге үлкен болады :
V (СО2) =22,4 м[3]·4,6= 103 м[3]
т СаО = 56 кг·4,6 = 257,6 кг
Жауап. Әктасты жандырғанда 257,6 кг CaO және 103 м3 СО2 түзіледі.
8 тапсырма. 10,8 г кальцийнирленген соданы (сусыз натрий карбонаты) тұз қышқылының артығымен әрекеттендіргенде 2,24 л көміртек (IV) оксидін алды. Содадағы қоспаның құрамын есептеңіз.
Бұл есеп 7 есепке кері есеп болып табылады.
Шешімі:
т (сода) = 10,8 г
V (С02) =2,24 л
ω (қоспа) -- ?
М (Nа2 СОз) = 106 г/моль
Ѵт = 22,4 л/моль
Содадағы қоспаның құрамын есептеу үшін сода массасын есептеп алу керек. Ол үшін әрекетке түскен натрий карбонатының массасын анықтайды.
Nа2 СОз + 2НС1=2NaС1+Н20 + С02
т (Nа2СОз) = 1 моль· 106 г/моль=106 г
V (СО2) = 1 моль·22,4 л/моль = 22,4 л
кейіннен шешімі келесідей болады:
1-әдіс. Салыстыру әдісі
2,24 л <22,4 л 10 есеге, демек натрий карбонатының да 10 есеге аз көлемі керек, яғни т (Nа2 СОз) = 10,6 г. Содада 10,8 г осы жерден алынды.
т (қоспа) =10,8 - 10,6 г = 0,2 г
ω (қоспа) =0,2 г: 10,8 г = 0,018, немесе 1,8%
Жауап. Содада 1,8% қоспа бар .
2-әдіс.
ѵ = m/М формуласы бойынша ѵ (С02)табамыз
ѵ (СОг) =2,24 л : 22,4 л/моль = 0,1 моль
т (Nа2СОз) = 106 г/моль*0,1 моль= 10,6 г
ω (№2СОз) = 10,6 г: 10,8 г = 0,982
ω (қоспа ) = 1 -- 0,982 = 0,018 или 1,8%
Тапсырмалар мен жаттығулар
102. құрамында 80 пайыз цинк сульфиды бар 1 т мырышты қоспаны жандырса, қанша күкіртті газ бөлінеді?
103. 75 г натрий гидроксиді ерітіндісі артығымен темір (IІІ) хлоридін ерітіндідегі массалық үлесі 0,10 әрекеттендіргенде пайда болған шөгіндінің массасын есептеңіз.
104. құрамында 8 пайыз жанбайтын қоспасы бар 500 кг көмірді жаққанда қанша көмірқышқыл газы бөлінеді?
105. құрамында 4 пайыз әрекет етпейтін қоспасы артығымен азот қышқылы ерітіндісі бар 20 г мыс стружкасын қыздырғанда қанша азот оксидін (IІ) алуға болады?
§ 3. Х сынып тапсырмалары
Газобразды қалыптағы заттың молекуларлы формуласын табу.
Х сыныпта газобразды заттың молекуларлы формуласын табуды қарастырғанда заттағы элементтің массалық үлесін есептеу формуласын қолдану қажет. Бұл әрбір элементтің атомдар санын тез есептеуге мүмкіндік береді.
1 тапсырма(18-157) Құрамына келесілер кіретін заттың сутек бойынша тығыздығы 22 ге тең. Құрамында: 54,5% - көміртек, 9,09 % - сутек, 36,36 % - оттек бар. Ол қышқыл түзе отырып күміс оксидін қалпына келтіреді. Осы заттың құрылымдық формуласын жазыңыз.
Шешімі:
dНг (зат) =22
ω(С) =0,5455
ω(Н) =0,0909 ω(О) =0,3636
Формула -- ?
Ar(С) = 12
Ar(H) = 1
Ar(O) =16
1- Әдіс
ω = n*Ar ω n= ω* Mr = ω* 2 * dНг
2- Mr Ar Ar
n(С) = 0.5455*2*32 = 2 n(H)= 0.0909*2*22
16 1
= 3.9 ≈
n(O) = 0.3636*2*22 = 0.99≈1
16
С2НО4 байланысуының молекуларлы формуласы, бұл зат аммиак ерітіндісінде күміс оксидімен қалпына келеді, бұл зат - уксусты альдегид, оның формуласы:
0
СНз - с,
Н
Жауап. Заттың құрылымдық формуласы:
0
СНз - с,
Н
2-әдіс. Егер бұл есептің шешімі алгебралық формуланы қолданумен есептің химиялық мәнін ашпайтын формалды болып көрінсе, есептеуді басқаша әдіспен жүргізуге болады.
Газобразды заттың қатыстық тығыздығы бойынша қатыстық молекуларлық массасын табады:
Мr=2*dНг
Мг = 2*22 = 44
Қатыстық молекуларлық массасы және заттағы элементтің массалық үлесі бойынша заттағы (бүтіннің бөлігі) элемент массасын табады: b=C*ω , мұнда b - (бүтіннің бөлігі), C- бүтін, ω- бөліктің массалық үлесі.
Көміртек үлесіне келеді: 44*0,5455 = 24
Сутек үлесіне келеді: 44*0,0909 = 4
Оттек үлесіне келеді: 44*0,3636 = 16
Газобразды заттың молекуласындағы элементтердің атомдарының санына сәйкес элементтің қатыстық атом массасына алынған сандар қатынасы ретінде анықтайды.
п (С) =24 : 12 = 2, п (Н) =4 : 1=4; п (О) = 16: 16 = 1.
Зат формуласы - C2HO4
Құрылымдық формуласы -
0
СНз - с,
Н
3 - әдіс. Қарастырылып отырған есепті шешуде пропорция әдісін қолдануға болады. Зат құрамындағы элементтердің пайыздық үлесін осы элементтің атомдарының массасының екінші элементтің массасына қатынасы сияқты, яғни 54,55 массалық бөлікке (мас.б.) сутектің 9,09 мас.б. сәйкес келеді. Ал массасы 12 г болатын 1 моль көміртек атомына, сутектің х грамы сәйкес келеді. Пропорция құрайды: 54,55 : 12 = 9,09 : х,
12 г*9,09 маc. б. 0
и -- ! = 2 г
у 54,55 мас. б.
Бұл 2 моль сутек атомын құрайды (М (Н) = 1 г/моль)
54,55 массалық бөлік көміртекке оттектің 36,36 мас.б келетінін жазып алып, 1 моль көміртек атомына у г оттек келетінін ескереді.
Пропорция құрылады: 54,55 : 12 = 36,36 : у.
12 г-36,36 мас. б. 0
и -- ! =8 г
у 54,55 мас. б.
Бұл 0,5 моль оттек атомына келеді (М (О ) = 16 г/моль).
Әр түрлі заттардың 1 моль көміртек, сутек, оттекке қатынасы келесідей:
ѵ (С) : ѵ (Н) : ѵ (О) = 1 : 2 : 0,5, или 2 : 4 : 1
1 моль затта бөліктердің тең саны болғандықтан, әрбір 2 атом көміртекке 4 атом сутек, 1 атом оттек келеді.
Заттың молекулалық формуласы: С2НО4
Құрылымдық формуласы:
0
СНз - с,
Н
Заттың молекулалық формуласын табуға арналған есептердің ішінде көрсеткіштері жазылмаған заттың қатыстық молекуларлы массасын табуға мүмкіндік беретін формулалар бар. Олардың шартында тек заттағы элементтің массалық үлесі көрсетіледі.
n=ω* Мr/ Ar Формуласының орнына n= ω/ Ar формуланы қолдану керек.
Оқушыларға бұл жағдайда, газ молекуласындағы элементтің атомының шынайы санын анықтау мүмкін емес екенін түсіндіру қажет. Химияда <<атомдық фактор>> деп аталатын формула бойынша алынған шама заттардың қарапайым формуласын анықтауға мүмкіндік береді. Заттың молекуларлық формуласын есеп мәтініне қосылатын әр түрлі ақпаратты қолдана отырып шығарады. Мысалы: функционалды топтар санына сілтеу.
2 тапсырма (№ 18-164). Янтарлық қышқылдың формуласын құру үшін: 40,68% - көміртек, 5,08% - сутек, 54,24% - оттек берілді. Янтарлы қышқыл натриймен екі тұзды түзеді: қышқылдық және нейтралдық.
Шешімі:
ω (С)=40,68%
ω (Н) =5,08%
ω (О) =54,24%
Формула -- ?
Ar(С) = 12
Ar(H) = 1
Ar(O) =16
n= ω/ Ar формуласын қолданып, көміртек, оттек, сутек атомының санының қатынасын табады.
п (С) : п (Н) : п (О) = 40,68 : 5,08 : 54,24: =1 : 1,5 : 1, немесе
12 1 16
п (С) : п (Н) : п (О) =2:3: 2 = 4 : 6 : 4
Янтарлы қышқыл молекуласы құрамындағы элементтер атомдарының алынған бірінші қатынасы шындыққа сәйкес келмейді, себебі молекулада сутектің 1,5 атомының болуы мүмкін емес. Қышқылдың молекуларлы формуласын есеп мәтінінің соңында көрсетілген мәліметтер негізінде құруға болады. Егер қышқыл, екі тұз түзетін болса: қышқыл және орташа болатын, онда бұл қышқыл екінегізді. Осыдан қорытынды жасайды: янтарь қышқылы екі карбоксилды топ құрайды, оттектің төрт атомы оның молекуласының құрамына кіреді. Бұл шартқа элемент атомдарының соңғы қатынасы сәйкес келеді.
Жауап. Янтарлы қышқылдың молекуларлы формуласы - С4Н6О4.
Осындай жолдарды осының алдындағы есепті шешуде қолдануға болады.
4 - әдіс. Оттек, сутек, көміртек атомдарының санынның қатынасы белгісіз заттың молекуласында келесідей болады:
п (С) : п (Н) : п (О) = 54,55/12 : 9,09/1 : 36,36/16 =
4,54 ; 9,09 : 2,27, или 2:4: 1, или 4:8:2
Формуладан қатыстық молекуларлық массаны есептейміз:
Мг (С2Н40) =(12*2 + 4+16)=44
Мг (С4Н802) = (12*4 + 8+16*2) =88
Есептің шарты бойынша
Демек, С2Н4 О қарапайым формуласы осының молекуларлы формуласы болады.
Оқушылар газобразды заттардың молекуларлы формуласын және элементтердің қарапайым массалық үлесін анықтауды үйренгеннен кейін заттың массасы, көлемі және саны бойынша өнімнің жануы деген сияқты түсініктерге көшуге болады.
Көрсетілген есептерді шешуді үйрену негізінде берілген заттың массасынан санына өтуді үйрену бар. Ол өз кезегінде белгісіз заттың молекуласындағы элемент атомдарының санын анықтауға мүмкіндік береді.
Ойлау логикасы, есепті шешу барысы да басқаша болады. Жану өнімдерінің белгілі массасы белгісіз заттың құрамына кіретін элементтердің массасын есептеуге мүмкіндік береді. Мұның негізінде заттағы элементтің массалық үлесін есептеуге болады және жоғарыдағы әдістерді қолдана отырып берілген есептерді шешуге болады.
3 тапсырма.
0,29 г газобразды көмірсутекті жаққанда 448 мл көміртек (IV) оксиді және 0,45 г су буы алынды. Белгісіз көмірсутектің сутек бойынша қатыстық тығыздығы 29ға тең. Көмірсутектің молекуларлы формуласын анықтаңыз.
Шешімі.
т (зат) =0,29 г
Ѵ(С02) =448 мл (0,448 л)
т (Н20) =0,45 г
dНг (зат) =29
Формула
Ѵт = 22,4 л/моль
М (Н20) = 18 г/моль
Мг = 2- dНг, Мr = 29*2 = 58;
М = 58 г/моль
1 - әдіс. Көрсетілген заттардың массасынан немесе газдардың көлемінен зат санына мөлшеріне көшу.
Белгісіз зат үшін алдымен оның қатыстық молекуларлық массасын есептейді, кейін оны молекуларлы массаға көшіреді.
Белгісіз заттың, судың жіне көмірқышқыл газының зат мөлшерін ν=m/M формуласымен анықтайды.
ѵ (зат) =0,29 г : 58 г/моль = 0,005 моль
ѵ (С02) =0,448 л : 22,4 л/моль = 0,02 моль
ѵ (Н2О)=0,45 г: 18 г/моль = 0,025 моль
Демек, белгісіз заттың зат мөлшері және жану өнімдері бір-біріне келесідей қатынаста:
ѵ (зат) : ѵ (С02) : ѵ (Н20) =0,005 : 0,02 : 0,025= 1 : 4 : 5
4 моль СО2 құрамында С атомының 4 молі бар, ал 5 моль Н2О-да Н-тың 10 атомы бар, ол 1 моль белгісіз көмірсутекке кіреді.
Жауап. Көмірсутек формуласы - С4Н10 бутан.
Шешімнің дұрыстығын тексеру үшін бутанның алынған формуласынан оның қатыстық молекуларлық массасын есептеп, есептің басындағы мәнімен салыстыру қажет. Бұл тексерісті өз бетінше орындаңыз.
2- әдіс. Математикалық формуланы қолдана отырып, белгісіз затты жаққан кезде алынған көмірқышқыл газдағы көміртектің массасын және судағы сутек массасын есептейді:
т (С) = ѵ С02) ::п::М (С) ; т (С) =0,448 л. 1.12 г/моль =0 24 г 22,4 л/моль
т(Н) . (Н20)::п::М (Н) ; т (Н) =0,45 г::2ּ::1 г/моль_005 г М(Н20) 18 г/моль ___.
Белгісіз заттағы әрбір элементтің массалық үлесін элементтер массасы және жанған заттың массасы бойынша анықтайды:
ω = т(эл.)/т(зат); ω(С) = 0,24г/0,29г. ω(Н) = 0,05 /0,29 г = 0,17
Соңында әрбір элементтің атом санын есептеу ғана қалды.
n= ω* 2 dНг / А,
п(С)=0.83*29*2 / 12= 4
п(H)= 0.17*29*2/1= 10
Көмірсутектің формуласы - С4Н10
3-әдіс . пропорция әдісін қолдану негізінде келесі шешімді ұсынуға болады. Молярлы массасы 58 г/моль, массасы 58 г болатын 1 моль көмірсутек жанды деп есептейік. 0,29 г көмірсутек жанғанда, 0,448 л СО2 және 0,45 г Н2О бөлінеді, ал 58г көмірсутек жанғанда V л СО2 және m г Н2О бөлінеді. Екі пропорция құрылады, белгісіз шамалар шығады:
0.29/58=0.448/V V= 58 г *0,448л/0,29л= 89,6 л СО2
0.29/58=0.45/m m= 58 г*0,45г/0,29 г = 90 г Н2О
ѵ (С02) =89,6 л . 22,4 л/моль = 4 моль
ѵ (Н2О) =90 г: 18 г/моль = 5 моль
Белгісіз көмірсутектің формуласы - С4Н10
4-әдіс. Осындай есептерді шешуге өзіндік бейімі бар А. Ф. Хрусталев жолын ұсынады. Белгілі шамалардың көбісі тапсырмада қысқартылған болуы мүмкін. Есепті оқушыларға белгілі теңсіздіктерді шешуді қолдана отырып шығарады. Сонымен қатар есепте көрсетілген шамалардың біреуінің мәні яғни белгісіз заттың қатыстық тығыздығын қолданады.
Тапсырма мәтіні бұл жағдайда қысқаша болады. Сутек бойынша тығыздығы 29 болатын алкандардың молекуларлы формуласын анықтаңыз.
Қатыстық тығыздықтан заттың қатыстық молекуларлық массасын табады:
Мг = 29*2 = 58
Көмірсутектің формуласы СхНу болды деп есептейік, сонда элементтердің қатыстық атомдық массасын қойғанда келесіні аламыз: 12х + у = 58.
Алкандардың жалпы формуласы - СхН2х+2 .
Көмірсутектер үшін у мәні 2х+2 мәніне тең немесе кіші болады:
у<=2х + 2
теңдеуден у = 58 -- 12х мәнін тауып,теңсіздікке қоямыз.
58 -- 12 х *<= 2 х + 2л:
58 -- 2 х *<= 2 х + 12х.
Дененің көлемі дене массасының тығыздығының қатынасына тең V=m/p екендігі бізге физика курсынан белгілі. Бұл жерден шығатыны, газдың тығыздынан оның молярлы көлемін (Vm) анықтауға болады, яғни 1 мольдегі газ көлемі. Массаны анықтау үшін заттың санын молярлы массасына көбейтеді: m=ν*m, бұл жерде ν=1 болса, m=М, ал газтәріздес заттың молярлы көлемі газдың молярлы массасының тығыздығына қатынасы арқылы есептеледі: Vm=М/p. Мысалы газдардың тығыздығы келесідей: p(C2Н2) =1,16 г/л, p(NH3)=0,76 г/л, ал олардың молярлы массасы - М (NH3)=17 г/л.
Онда
Vm(C2Н2) =26г/моль : 1,16 г/л = 22,41 немесе 22,4 л/моль
Vm(NH3)=17г/моль : 0,76 г/л = 22,37 немесе 22,4 л/моль
Газдың молін алатын көлем шамамен 22,4 л тең.
Алынған формулаларды (66 беттегі) қолдана отырып, түрлі химиялық есептеулер жүргізеді.
13 тапсырма. Зат мөлшері 0,2 моль сутегінің көлемі қандай болады?
Шешімі:
ν (Н2)=0,2 моль 1- шешімі
0,2 моль˂1 моль-ден 5 есеге, онда көлем де 5
V(Н2)-? Есеге кіші болады V(Н2) = 22,4 л:5 = 4,48 л
Vm=22,4 л/моль
2-шешімі
V= ν* Vm формуласын жазып алып, белгілі шамаларды орнына қойып шығады.
V(Н2) = 0,2 моль*22,4л/моль = 4,48 л
Жауап: 0,2 моль сутегі (Н2) 4,48 л көлемді алады.
14 тапсырма. Баллонда 0,5 кг сығылған сутегі бар. Қалыпты жағдайда бұл газ қанша көлемді алады?
Шешімі:
m(Н2) =0,5 кг=500г 1- шешімі
сутегі Н2 формуласынан массаны тауып
V(Н2)-? Алады. m(Н2) = 1 моль * 2 г/моль = 2 г
М(Н2)= 2 г/моль V(Н2)= 1 моль * 22,4 л/моль=22,4 л
Vm=22,4 л/моль
2 г ˂ 500 г 250 есеге болса, онда газ көлемі 250 есеге көп болады.
V(Н2)= 22,4 л *250= 5600 л, немесе 5,6 м3
2-шешімі
Заттың массасын біле отырып, зат мөлшерін мына формуламен анықтайды.
ν(Н2)= 500 г : 2 г/моль=250 моль
Заттың белгілі саны арқылы гадың көлемін мына формуламен анықтайды: V= ν* Vm :
V(Н2)=250 моль*22,4 л/моль=5600 л
3-шешімі
Физикадағы есепті шешудің кең тараған жалпы әдісін қолдана отырып, соңғы формулаға белгілі шамаларды қоямыз.
ν1 = m/M және ν2 = V/νm Заттың саны бір болғандықтан, ν1=ν2 . Осы жерден көрсетілген формуланың бірінші бөлігі де тең болады. m/M=V/Vm
V=mVm / M.
V(Н2)=500 г * 22.4 л/моль = 5600 л немесе 5,6 м3
2 г/моль
Жауабы: 0,5 кг сутегі Н2 - 5,6 м3 көлемді алады.
Есептер мен жаттығулар
76. Көлемін (қ.ж) табыңыз: 1) 0,1 моль оттегі газының; 2) 0,4 моль атомарлы сутектің; 3) 0,5 моль көмірқышқыл газының; 4) 0,5 моль судың (0 0С жағдайында) ?
77. 110 г массасы бар құрғақ мұз кесегі толықтай буланғанда көмірқышқыл газының көлемі қанша болады?
78. Қосымша сабақтың бірінде екі оқушы газбен жұмыс істеп отырады. Біреуі 250 мл көлемі бар колбаға оттегі жинайды, екіншісі сутегін жинайды. Әр колбада қанша оттегі мен сутегінің молекуласы болғанын есептеңіз (көлемі қ.ж өлшенген).
79. Көлемі 1 л болатын колба азотпен толтырылып, салмағы теңестірілген. Осы колбаға хлорды жинайды. Салмағын теңестіру үшін, қанша салмақтағы жүкті салу керек?
80. Келесі газдардың тығыздығының молярлы массасын анықтаңыз: 1) бром парасы; 2) иодсутегі; 3) фторсутегі; 4) фтор; 5) күкірт оксиді (IV) 6) азот оксиді (IV).
Реакцияға түсетін заттың біреуінің белгілі саны немесе оның нәтижесінде алынатын газ көлемінің химиялық теңестіру бойынша есептеу
Осындай тапсырмалардың шешімін үйрете отырып, теңестіру бойынша алынған икемділік тасымалын жүргізу керек. Тапсырмалардың жаңа түрлерін қарамас бұрын оқушылар үйден реакцияларды теңестіріп үйренуі қажет. Тапсырманың мәтіні ілінетін тақтаға жазылады, сол жерде үй жұмысын тексеріп отырғанда оқушы шешімін жазып алады. Кейіннен оқушыларға жаңа тапсырма беріледі. Мәтінімен танысып болған соң, олар берілген тапсырма мен үй тапсырмасына салыстыру жүргізеді.
Қарастырылып отырған тапсырма бұған дейінгі теңестіру реакцияларына қарағанда оның мәтінінде газобразды заттардың түзілу реакциясы сипатталуымен ерекшеленеді, одан бөлек заттың массасының орнына қалыпты жағдайда алынған газ көлемі көрсетіледі немесе оны есептеп алу керек.
Бұл тапсырмаларда реакция теңестіру бойынша, газдардың зат санынан немесе массасынан тікелей пропорцианалды тәуелділігі бар. Шешімнің пайымдау логикасы және есепті шешу әдістері реакция теңестіру бойынша осыған дейін қарастырылған екі тапсырмаға ұқсас болады.
Есептеулерде газдың молярлы массасының орнына молярлы көлемді қолданады, сәйкесінше массаның орнына газобразды заттың көлемі қолданылады, айырмашылық осы жерде.
15 тапсырма. 0,2 моль цинкті күкірт қышқылы ерітіндісімен әрекеттендірсе қандай көлемдегі сутекті ала аламыз?
Мәтінде мұқият оқып, тапсырмада қандай реакция айтылғанын анықтап, тапсырманың шартын және реакция теңестіруін жазып алады.
Шешімі:
ν (Zn)=0,2 моль Zn +H2 SO4 = Zn SO4 + H2 ↑
V(Н2)-? 1 моль Zn реакция теңестіруіне сәйкес күкірт
Vm=22,4 л/моль қышқылының ерітіндісіне т.се отырып 1 моль
Сутегі ырғып шығады. Тапсырманың шарты бойынша 0,2 моль Zn берілген, яғни 0,2 моль˂1 моль 5 есеге, сондықтан сутегі 5 есеге кем ырғып шығады, V=ν*Vm
V(Н2)= 22,4 л/моль* 0,2 моль = 4,48 л
Тапсырманы пропорция әдісімен шешсек келесідей:
0,2 моль V л
Zn + H2 SO4 = Zn SO4 + H2 ↑
22,4 л
Реакция теңестіру бойынша 1 моль H2 бөлінеді, оның көлемі V=ν*Vm формуласы бойынша есептеледі.
V(Н2)= 1 моль * 22,4 л/моль = 22,4 л
Пропорционалды тәуелділіктің негізінде, келесі пропорцияны құрады: 0,2 ꞉ 1 = V꞉ 22,4 . Осыдан
V(Н2)=0,2 моль * 22.4 л = 4,48 л
1 моль
Жауап: 0,2 моль Zn 4,48 л H2 қышқылынан ырғып шығады.
16 тапсырма: 18г көмір жану үшін оттектің қандай көлемі қажет?
Шешімі:
m (C)=18 г С+O2 =СO 2 ↑
V(О2)-? 1 моль көміртек реакциясының теңестіруіне
Vm=22,4 л/моль сәйкес жана отырып 1 моль оттекті қажет етеді:
M (C) = 12г/моль m (C)= 1 моль * 12 г/моль = 12 г
V(О2) = 1 моль *22,4 л/моль = 22,4 л
18 г >12 г 1,5 есеге, сондықтан оттектің де 1,5 есе артық көлемі керек :
V(О2) = 22,4 л* 1,5 = 33,6 л
Жауап. 18 г көмір жану үшін 33,6 л O2 қажет.
Кейіннен оқушыларға тапсырманы <<моль>> және пропорция әдісі ұғымдарын қолдана отырып өз бетінше орындау ұсынылады.
Есептер мен жаттығулар
81. 10,8 г алюминий тұз қышқылының ерітіндісімен әрекетке түскенде сутектің қанша көлемі бөлініп шығады?
Басқа да шаманың мәнін қолдана отырып кері есеп құрыңыз.
82. Алюминий қалдығын 1,5 моль тұз қышқылының ерітіндісімен әрекетке түскендегі тұз массасын және сутектің көлемін есептеңіз?
Кальцийдің тұз қышқылымен реакциясын қолдана отырып кері есеп құрыңыз.
83. Генератордаға суды ыдырату негізінде жиналған 0,5 моль саны бар заттағы сутек пен оттектің көлемін есептеңіз? Бөлінген газдардан қанша шытырлауық газды алуға болады?
84. Лабораториялық спиртовкада көмірқышқыл газ бен су бөлінген этил спиртінің С2 Н5 ОН жануы болып жатыр. Әр сабақта 18 столдың әрқайсысында 2,3 г спирт жанатын болса, ауа кеңістігіне өтіп кеткен көмірқышқыл газының көлемін анықтаңыз.
Газдардың қатысты тығыздығын есептеу.
Есептерді шешу барысында, газобразды заттарды сипаттайтын шамалардың әртүрлі қатынасын қолдануға болады, себебі Авогадро заңы бойынша түрлі газдардың бірдей көлемінде бірдей шарттарда молекулалардың тең саны орналасады. Сонда, екі газдың массасы, тығыздығы, қатыстық молекуларлық массасы бойынша айырмашылығы болады.
Түсіндіру барысында мынадай болжам жасауға болады: 1 л - ден (тең жағдайда: температура мен қысым) көмірқышқыл газы мен сутек бар, оларда молекулалардың тең саны бар. Осы газдардың массасы тең болама? Әрине, жоқ. Көмірқышқыл газы және сутегі молекулаларының массасы олардың қатыстық молекуларлы массасының әр түрлі болатынындай солайша бұларда да әр түрлі:
m (CO2) = Mͬͬ ᵣ (CO2)
m (H2) Mͬͬ ᵣ (H2)
Көмірқышқыл газы және сутегі массаларын олардың көлемін тығыздығына көбейтіндісі арқылы көрсетуге болады:
m = V p; m (CO2) = V (CO2) * p (CO2),
ал m (H2) = V(H2) * p(H2)
Осы жерден жазуға болады:
V (CO2) * p (CO2) = Mͬͬ ᵣ (CO2)
V(H2) * p(H2) Mͬͬ ᵣ (H2)
Газдардың көлемі тең болғандықтан, одан шығатыны
р(CO2) = Mͬͬ ᵣ (CO2) немесе жалпылай түрде
р(H2) Mͬͬ ᵣ (H2)
р 1 = Mͬͬ ᵣ (1)
р 2 Mͬͬ ᵣ (2)
Бірінші газдың тығыздығының екінші газ тығыздығына қатынасы осы газдардың қатыстық молекуларлық массасының қатынасына тең.
р 1
р 2 қатынасы бірінші газдың екінші газға қатыстық тығыздығы деп айтып d немесе D деген әріппен белгілейді. Газдың қатыстық тығыздығын газдардың бірдей көлемде, бірдей жағдайда алынған массасынының қатынасына қарай немесе олардың тығыздығының қатынасы немесе қатыстық молекуларлық массасының қатынасына қарай есептеуге болады: d = m = р 1 = Mͬͬ ᵣ (1)
m р2 Mͬͬ ᵣ (2)
17 тапсырма. Азот бойынша хлорсутектің тығыздығын анықтаңыз.
Шешімі:
HCI 1 әдісі
d( N2 - ге қатысты HCI)-? Тапсырма шартында газдардың аты көрсетілген, шешу үшін осы газдардың қатыстық молекуларлық массасын қолданамыз:
Mͬͬ ᵣ (HCI) = 36.5
Mͬͬ ᵣ (N2) =28
d = Mͬͬ ᵣ (HCI) ; d = 36,5 = 1,3
Mͬͬ ᵣ (N2) 28
2 әдісі. Осы газдардың тығыздығы жазылған анықтамадан мәліметтер алып есепті шешуге болады:
р (HCI) =1,63 г/л
р(N2) =1,25 г/л
d= р (HCI); d= 1,63 г/л = 1,3
р(N2) 1,25 г/л
Жауап: d( N2 - ге қатысты HCI) =1,3
18 тапсырма.
Колбадағы газдың массасы 1,1 г. Сутектің осындай көлемі осындай жағдайда 0,05 г болады. Сутек бойынша газдың қатыстық тығыздығын табыңыз.
Шешімі:
m (газ) =1,1 г d = m (газ) = 1,1г = 22
m(H2) = 0,05 г m(H2) 0,05 г
DH2-?
Жауап. d H2= 22
Газдың қатыстық тығыздығын есептеген кезде, сутек бойынша немесе ауа бойынша қатыстық тығыздығын есептей отырып сутегімен немесе ауамен салыстырады. Формуладағы Mͬͬᵣ (Н2) сутектің қатыстық молекуларлық массасы орнына, келесіні аламыз:
DH2 = Mͬͬ ᵣ (газ) немесе Mͬͬ ᵣ (газ) = 2 DH2
2
Мына формула шығады Dауа = Mͬͬ ᵣ (газ) немесе Mͬͬ ᵣ (газ) = 29*Dауа
29
Мұнда 29 - ауаның тұрақты құрамын есепке ала отырып анықтағандағы қатыстық молекуларлық массасының орташа мәні.
Осылайша, сутек пен ауа бойынша газдардың қатыстық тығыздығын анықтауға болады.
19 тапсырма.
Ауа бойынша газдың қатыстық тығыздығы 0,55 тең. Газдың қатыстық солекуларлық массасын табыңыз.
Шешімі: Mͬͬ ᵣ = 29 * d ауа , Mͬͬ ᵣ (газ) =29 * 0,55 = 15,95≈16
d ауа =0,55
Mͬͬ ᵣ -?
Жауап. Mͬͬ ᵣ (газ) =16
20 тапсырма.
Күкірт оксидінің (IV) су және ауа бойынша қатыстық тығыздығын есептеңіз.
Шешімі:
SO2
dH2-?
d ауа - ?
dH2 = Mͬͬ ᵣ (SO2) dH2 (SO2) = 64 = 32
2 2
d ауа = Mͬͬ ᵣ (SO2) d ауа (SO2) = 64 = 2,2
29 29
Жауап. dH2 (SO2) = 32, d ауа (SO2) = 2,2
Тапсырмалар мен жаттығулар.
85. Сутегі бойынша келесі заттардың қатыстық тығыздығын анықтаңыз: 1. Оттегі; 2. Азот; 3. Көмірқышқыл газы.
86. Ауа бойынша қатыстық тығыздықты анықтаңыз: 1. Хлор; 2. Азот оксиді (IV) NO2 ; 3. Күкіртсутегі Н2 S; 4. Көмірқышқыл газы.
87. Оттегі бойынша газдың қатыстық тығыздығы 2 ге тең. Сутегі бойынша осы газдың қатыстық тығыздығын анықтаңыз.
88. газдың белгілі көлемінің массасы 2,32 г болғанда,осындай көлемдегі ауаның массасы 2,58 г болғандағы газдың қатыстық тығыздығын және оның қатыстық молекуларлы массасын есептеңіз.
Химиялық теңестірулер бойынша газдардың көлемдік қатынасын есептеу.
Бұл тапсырмалар негізінен химиялық процесстердегі газдардың көлемдік қатынасының мәнін (Л. Гей - Люссака химиялық заңы) түсіндіргеннен кейін ауызша орындалады. Көміртек (II) оксиді жану реакциясын теңестіріп қарастырады: 2СО + O2 =2C O2 . Реакция теңестіруіне сәйкес 2 моль тұншықтырғыш газы 1 моль оттекпен әрекеттесіп 2 моль көмірқышқыл газы түзіледі. Қалыпты жағдайда бұл реакция болды деп есептесек, әр газдың 1 молі 22,4 л болатын көлемді алады. 2*2,24 л СО мен 22,4 л O2 байланысып 2*2,24 л СО2 түзіледі. Сонда әрекеттесуші газдардың көлемінің қатынасы келесідей болады:
V(CO) : V (O)2 : V (CO2 ) = 2*22.4 л : 22,4 л : 2*22,4 л
22,4 л санына қысқартып, келесіні аламыз:
V(CO) : V (O)2 : V (CO2 ) = 2 :1 : 2
Оқушылар байқағандай, бұл сандар - реакция теңестірудегі газобразды заттардың формуласының алдындағы коэффициент. Осының негізінде қорытынды жасаймыз, әрекет етуші және түзілуші газдардың көлемі осы заттардың санына пропорцианалды (немесе олардың коэффициенттеріне):
V1 :V2 = ν1 : ν2
Соңында Күкіртсутектің жануының теңесуін қарастыру керек:
2H2 S + 3O2 = 2H2 O + 2SO2
Сонымен қатар осы химиялық реакциядағы газдардың көлемдік қатынасын көрсету керек. Оқушылардың назары судың қалыпты жағдайда сұйықтыққа конденсациялануына түседі, сондықтан айтылған заңдылықтың суға қатысы жоқ. Қарастырылған теңестіру көрсеткендей, әрекет етуші газдардың көлемдік қатынасы қабылдаушы газдарға қатынасы 5 : 2, ал
V(H2 S) : V (O2) : V (SO2) = 2 : 3 : 2
Химиялық теңестірулер бойынша газдардың көлемдік қатынасының есебі негізінде есептің химиялық мәнін қарастыруға алып келеді; реакция теңесуі жазылады, коэффициенттер қойылады. Математикалық есептеулер өте қарапайым, оларды ауызша шығара беруге болады.
21 тапсырма.
2 л аммиакты жаққан кезде қандай көлемдегі азот бөлініп шығады және қандай көлемдегі оттек қажет.
Шешімі:
V (NH3)= 2 л
V(N2) -?
V(O2) - ?
Бізге белгілі нарсе, әдетте жану барысында жанған заттың құрамына кіретін элементтерден оксидтер түзіледі. Бірақ тапсырмада көрсетілгендей, реакцияның бір өнімі азот, екіншісі су болып табылады. Реакцияның теңесуін жазайық:
4 NH3 + 3O2 = 2N2 + 6 H2 O
Теңестіруге сәйкес,
V (NH3) : V (O2): V(N2) = 4 : 3 : 2
4>2, есеге демек оттек 2 есеге аз қажет болады, 2 есеге аз азот қажет болады. Жауап. 2 л NH3 жану үшін 1,5 л O2 қажет, оның үстіне 1 л N2 бөлініп шығады.
Химиялық реакциялардағы газдардың көлемдік қатынасы негізінде газобразды заттардың формуласын есептеуге болады.
22 тапсырма.
1 л белгісіз затты жағу үшін 5 л оттек қажет болатын газобразды заттың молекуларлы формуласын шығарыңыз. Реакция нәтижесі бойынша, 3 л көмірқышқыл газы және 4 л су буы бөлінеді.
Шешімі. Алдымен реакцияға түсетін заттар (белгісіз газ және оттегі) мен реакция өнімдерін (су мен көмірқышқыл газы) анықтап алады. Тапсырма шартында көрсетілген газдардың көлемі теңестірудегі коэффициентке сәйкес келеді. Осының негізінде, реакция счемасын тұрғызамыз:
Газ + 5О2 3 СО2 + 4 H2 O
Реакцияға дейінгі және одан кейінгі оттек атомының санын есептеу көрсеткендей, жанған газда оттек болған жоқ. Жану өнімдерінен (су мен көмірқышқыл газы) мынадай қорытынды жасаймыз, газобразды зат көміртек пен сутектен құралды. Схема келесі түрде құрылады:
Сх Ну + 5О2 = 3 СО2 + 4 H2 O
3 моль көмірқышқыл газында 3 моль С бар, демек х = 3. 4 моль H2 O - да 8 моль Н бар, демек у=8.
Жауап. Газ формуласы - С3 Н8 (пропан).
Тапсырмалар мен жаттығулар
89. Келесі заттарды 3 л көлемде жақса, көмірқышқыл газының көлемі қандай болады: 1. Метан СН4 2. Этан С2 Н6 3. Ацетилен С2 Н2
90. Келесі заттарды 2 л көлемде толық жандыру үшін, қанша көлемді оттек қажет: 1. Тұншықтырғыш газ СО; 2. Күкіртсутегі Н2 S; 3. Бутан С4 Н10
91. Катализатор арқылы 20 л азот және 60 л сутек қыздырылды. Осы заттар толығымен реакцияға түскен жағдайда алынған аммиактың көлемін анықтаңыз.
92. Газ плитасында 5 л пропанды С3 Н8 жағу үшін қанша оттек қажет? Ас үйде газ плитасын қосар алдында неліктен терезе ашылады?
§ 2. IХ сынып тапсырмалары
Әрекет етуші заттардың біреуі артығымен берілгендегі химиялық теңестіру есептері.
Алдымен базалық тапсырмалардың кестесін (5 кесте, 67 б.) оқушылармен қарап алу керек. Оқушылар 14 варианттың 13 - айырмшылығын белгілеп алады. Айырмашылық мынада болатын: алдыңғы тапсырмаларда масса, зат саны, бір заттың көлемі беріліп, екінші заттың айтылған шамаларының біреуін табу керектігінде. Қарастырылған тапсырмаларда біреуі артық берілетін екі әрекет етуші заттың массасы көрсетілген. Реакцияға түскенде толығымен әрекеттенбегендіктен қалғаны қалатын еді. Алынған өнімдердің есебі реакцияға толық түскен зат бойынша жүргізіледі. Сондықтан, басында қай заттың артығымен берілгенін анықтап алу керек, кейін есептеудің рационалды әдісін қолдана отырып, базалық есепті шешеді.
1 тапсырма.
20 г магний оксиді ерітіндісімен 94,5 г азот қышқылы реакцияға түскенде магний нитратының массасын есептеңіз.
Мұндай тапсырманы орындау үшін, біріншіден анықтап алу қажет: артығымен берілген қай зат, магний окиді ма азот қышқылы ма?
Шешімі.т (MgO) =20 г т (HN03) =94,5 г
т (Mg (N03)2) -- ?
М (MgO) =40 г/моль М (HN03)=63 г/моль М (Mg (N0.3)2) =
=148 г/моль
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
Зат санын келесі формуладан тауып алады. ν = m/M
ν (MgO) = 20 г : 40 г/моль = 0,5 моль
ν (HN03)= 94,5 г : 63 г/моль = 1,5 моль
1 моль магний окиді мен 2 моль (HN03) әрекеттескендегі реакция теңесуіне қараймыз, демек оттек 2 есеге көп көлемде қажет яғни 1 моль HN03 . Тапсырма шарты бойынша ол 1,5 мольге тең. Осы жерден шығатыны қышқыл бұл жерде артығымен беріліп тұр.
Енді базалық есепті шешу керек, яғни магний оксиді массасынан алынған тұздың массасын есептеу керек.
1 моль (MgO) оттегімен әрекетке түсіп, 1 моль Mg (N03)2 түзеді, сондықтан 0,5 моль MgO азот қышқылымен 0,5 моль (N03)2 түзеді. Осыдан:
т (Mg (N03)2 ) = 148 г/моль * 0,5моль = 74 г
Жауап. 20 г MgО реакцияға түскенде 74 г Mg (N03)2 береді.
Заттың артығын табу тәсілдері
1тәсіл. Реакцияға түсетін зат санын есептеу және салыстыру.
2 тәсіл. Реакцияға түсетін массалардың қатынасы арқылы
m (MgO) : m (HN03) =40 : 126 = 2 : 6,3
m (MgO) : m (HN03) =20 : 94,5 = 2 : 9,4
6,3 <9,4 -- қышқыл артығымен берілген.
3 тәсіл. Әрекеттесуші заттардың массасын салыстыру.
m (MgO) = l моль-40 г/моль = 40 г
m (HN03)=2 моль-63 г/моль=126 г/моль
20 г <40 г 2 есеге, демек қышқыл да 2 есеге кем болу керек.
m (HN03) = 126 г : 2 = 63 г, шарт бойынша қышқыл 94,5 г, байқағанымыздай артығымен берілген.
4 тәсіл. Белгілі шамалардың біреуін белгісіз деп есептейтін пропорция тәсілі.
а) 20 г тх
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
40 г 126 г
20 : 40 = тх : 126
т (HN03) = 20 г * 126 г = 63 г
.
40 г
63 <94,5 -- қышқыл артығымен берілген
б) тХ1 94,5 г
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
40 г 126 г
тХ{ : 40 = 94,5 : 126
т (Mg0) = 40 г * 94,5 г = 30 г
126 г
Барлық қышқыл әрекетке түсу үшін, 30г магний оксидін алу қажет. Ал шарт бойынша, оның тек 20 г берілген. Демек, қышқыл толығымен әрекетке түспейді, қышқыл артығымен берілген.
5 тәсіл. Пропорционалдық коэффициенті бойынша
20 г 94,5 г
Mg0 + 2HN03 = Mg (N03)2 + H20
40 г 126 г
20 г : 40 г = 0,5; 94,5 г : 126 г = 0,75
0,5 <0,75 -- қышқыл артығымен берілген.
Артығымен берілген затты табу тәсілін түсіндіріп болған соң, оқушыларға тапсырманы өз бетінше аяқтатуға болады, яғни магний нитратының массасын сол тәсілмен рационалды әдістерін қолдана отырып есептету. Оқушылар пропорция тәсілінің ұзақ уақыт алатынын байқайды.
Тапсырмалар мен жаттығулар
Артылу есептерін шешіп үйрену үшін келесі тапсырмаларды орындауға болады: 5 - 107, 5 - 109, 5 - 111, 5 - 118, 5 - 135, 5 - 136, 6 - 25.
93. 30 г тұзқышқылы бар ерітіндіні 25 г кальций карбонатымен әрекеттендірсе, қанша (қ.ж) көмірқышқыл газ бөлініп шығады?
94. 5,35 г темір (ІІІ) гидроксиді ерітіндісіне 10 г азот қышқылын әрекеттендіргендегі тұздың массасын есептеңіз.
Теориялық мүмкін болатын тұрғыда өнімнің массалық немесе көлемдік үлесін анықтау
Есептердің бұл түрін шығару үшін <<өнім шығуының массалық үлесі>> түсінігін қарастырудан бастайды. Оқушыларға өндіріс барысында шикізаттың бір бөлігі әрекетке түспей қалып, өнімнің белгілі бір бөлігін бере алмау жағдайы кездесетіні айтылады. Сонымен қатар, дайын өнімнің белгілі бір бөлігі өндіріс процесінде жоғалу (технология бұзылуы, аппарат қабырғасына жабысып қалу т.б.) жағдайы да кездеседі. Осылайша, дайын өнім үнемі теориялық есептеулерге қарағанда аз болады. Алынған өнімнің массасының теориялық тұрғыдағы зат массасына қатынасын өнім шығуының массалық үлесі (η) деп айтады.
Газобразды немесе сұйық күйдегі өнімді алу барысында массалардың қатынасын емес, дайын өнімнің көлемінің қатынасын анықтайды. Бұл жағдайда, өнім шығуының көлемдік үлесін есептейді. Технологиялық есептеулерде әдетте жай ғана өнім шығымы терминін қолданады.
η = m прак
mтеор
Өнім шығымын жиі жиі пайызбен көрсетеді.
2 тапсырма.
Құрамында 45 % күкірті бар 320 т күкірт колчеданынан 405 т күкірт қышқылы алынды. Күкірт қышқылының массалық шығым үлесін есептеңіз.
Шешімі:
m (руда )= 320 т
ω (S рудадағы) = 0,45
m(H2S04)=405т
η(H2S04) -?
М (S) = 32 * 10 -3 кг/моль
М (H2S04) = 98 * 10 [-3] кг/моль
формуланы жазып алады: η = m прак
mтеор
Көрсетілген формуладан көрініп тұрғандай, өнімнің массалық шығым үлесін есептеу үшін күкірт қыщқылының m прак және mтеор білу керек. Алынған масса есептің шартында көрсетілген, ал mтеор (H2S04) күкірттен күкірт қышқылын алу процесін ескере отырып есептеу керек:
m (S) =320*103 кг*0,45= 144*103 кг
Күкірт қышқылын алу процесінде болып жатқан реакция теңестірулерін жазады:
S+02 = S02; 2SO2 +02 = 2S03;
S03 + H20 = H2S04
Үш теңесуді сомалап алғаннан кейін, келесіні алады:
2S + 302 + 2Н20 = 2H2S04
Осылайша, өндіріс барысында 1 моль күкірт 1 моль күкірт қышқылын береді:
S H2 S04
Теориялық түрде 144 т күкірттен күкірт қышқылы массасын алуды жоғарыда көрсетілген түрлі әдіс-тәсілдермен алады. Мысалы, күкірт затының санын есептейді:
v = m / М; v(S) = 144*103 кг : 32*10-3 кг/моль = = 4,5*106 моль.
Схемаға сәйкес күкірттен күкірт қышқылын алғанда күкірт қышқылының осындай мөлшері болады, яғни 4,5*106 моль H2 S04 . күкірт қышқылының массасын есептейді
m"=vM; mTeop (H2S04) = = 4,5-106 моль*98*10-3 кг/моль = 441 :: 103 кг, или 441 т.
Алынған мәндерді формулаға қойып, күкірт қышқылының массалық шығым үлесін есептейді:
η (H2SO4) =405 т : 441 т = 0,94, или 94%.
Ответ: п (H2S04)=94%.
Бұған кері есеп те құрылуы мүмкін. Шығымның массалық үлесі беріледі, тәжірибеден алынған заттың массасы мен көлемін табу керек.
3 тапсырма
Аммиактың массалық шығым үлесі 98% болғанда, 20 г аммоний хлор мен артығымен кальций гидроксидін қыздырғанда аммиактың көлемін есептеңіз.
Тапсырмада аммоний хлор мен кальций гидроксидінің реакция нәтижесінде аммиак, кальций хлориді, және су түзіледі.
Шешімі:
(NH4CI) =20 г
η (NH3) =98% =0,98
V (NH3) -- ?
М (NH4CI) -- 53,5 г/моль
Vm -- 22,4 л/моль
η = m прак : V прак = ν* Vтеор
mтеор
белгісіз шама Vтеор - 20 г аммоний хлорнан алуға болатын аммиак көлемі:
20 г V
2NH4C1 + Са (0Н)2 = 2 NH3 +СаСІ2 + 2Н20
107 г 44,8 л
Теңестіру бойынша
m(NH4CI)=2 моль*53,5 г/моль=107г
V (NH3)=2 моль*22,4 л/моль = 44,8 л
пропорция: 20 : 107 = V : 44,8.
Vтеор (NH3) = 20 г*44,8 л = 8,4 л
107 г
Vпракт (NH3) = 8,4 л*0,98 = 8,2 л
Жауап: 20 г NH4C1 жанғ. 8,2 л NH3 аламыз.
Кері есептің де мынадай түрі бар: массалық шығым үлесі көрсетіледі, шыққан заттың массасын анықтау керек.
4 тапсырма.
Массалық шығым үлесі 0,9 болғанда, 200 кг фосфор қышқылын алуға фосфор массасын есептеңіз.
Шешімі:
m(Н3РО4)= 200 кг
η (Н3РО4)= 0.9
m(Р) -- ?
М, (Н3РО4)= 98*10[-3] кг /моль
М (Р) = 31*10 3кг /моль
η = m прак : mтеор = mпрак : η
mтеор
mтеор = (Н3РО4) =200 кг: 0,9 = 222,2 кг
Н3РО4 теориялық түрде массасын біле отырып теңесңтіру реакциясы бойынша фосфор массасын есептейміз.
4Р + 502 = 2Р205 2Р205 + 6Н20 = 4НзР04
4Р + 502 + 6Н20 = 4НзР04
Суммарлық теңестіру бойынша 1 моль фосфор, 1 моль фосфор қышқылын береді, демек 98 кг қышқылға 31 кг фосфор қажет.
т 222,2 кг
31 кг 98 кг
Р НзР04
Пропорция : 31 : т = 98 : 222,2.
31 кг*222,2 кг
т (Р) = 98 кг = 70,3 кг
Жауап. 200 кг НзР04 алу үшін тек қана 70,3 кг қажет.
Тапсырмалар мен жаттығулар.
ХХІІ. Өнімнің массалық шығым үлесі: көлемдік шығым үлесі түсінігін түсіндіріңіз. Өнім шығымын есептеу үшін математикалық формуланы жазыңыз.
95. Жас химик қосымша сабақта калий нитраты мен күкірт қышқылын әрекеттендіріп азот қышқылын алайын деп шешті. қышқылдың массалық шығым үлесі 0,98 болғанда 20,2 калий нитратынан алған азот қышқылының массасын табыңыз.
96. Аммоний нитратын NH4NO2 қыздырғанда азот пен су түзіледі. Азоттың көлемдік шығым үлесі 89 пайыз болғанда, 6,4 г аммоний нитратын ыдыратсақ қанша көлемде азот алуға болады?
97. Азот окидінің (ІІ) көлемдік шығым үлесі 90 пайыз болғанда, 5,6л аммиакты лабораторияда каталитикалық қыщқылдау арқ. алатын болсақ азот окидінің көлемін табыңыз.
98. Металликалық барийді оның металликалық алюминий оксидін қалпына келтіру арқылы, алюминий оксиді мен барийді қалыптастыру арқылы алады. 4,59 г барий оксидінен 3,8 кг барий алынған жағдайдағы барийдің массалық үлес шығымын табыңыз.
99. Азот окидінің (ІV) көлемдік шығым үлесі 94 пайыз болғанда, 2,1 л азот оксидін алу үшін қанша мыс керек? Реакцияға концентрленген азот қышқылы артығымен түседі.
Термохимиялық теңестіру бойынша есептер.
Термохимиялық теңестірулер мен септерді тәжірибеде алатын немесе кететін энергияның санын анықтау үшін кең қолданады. Реакция барысында алынған немесе шыққан жылу (Q) саны мен массаның арасында тура пропорционалды тәуелділікбар. Бу котелындағы көмір қаншалықты көп жағылған сайын жылу да соншалықты көп бөлінеді. Сондықтан термохимиялық теңестірулер мен септерді шешуді, осының алдында қарастырған әдістер арқылы жүзеге асыруға болады.
4 тапсырма.
Шешімі :
m(H2)=12г
(Q) - ?
М (H2) = 2 г/моль
2Н2 + O2 = 2Н2O + 571,6 кдж
Теңестіру бойынша, 2 моль Н2 жанғанда 571,6 кдж жылу бөлінеді. Н2 затының санынан массасына m= ν·M формуласымен өтеді.
т{Н2)=2 моль·2 г/моль = 4 г
1 әдіс шартта берілген сутегі массасын реакция теңестіруіндегі (12 г >4 г) 3 есе сутегі массасымен салыстырады. Демек бұл жағдайдағы жылу эффектісі реакциядағы эффекттен 3 есе көп болады:
Q = 571,6 кДж·3=1714,8 кДж
Жауап. 12 г Н2 жанғанда 1714,8 кДж жылу бөлінеді.
2 әдіс кері есеп жүргізсек болады, сутек массасынан осы шартта заттың санына қарай m= ν*M формуласымен өтеді :
ν (Н2) = 12 г : 2 г/моль = 6 моль
Теңестіруге сай 2 моль Н2 жанғанда 571,6 кджжылу бөлінеді, ал 6 моль Н2 жанғанда 3 есеге көп жылу бөлінеді:
Q = 571,6 кДж·3= 1714,8 кДж
3әдіс жанған сутектің массасы мен жылу санының арасында тура пропорционалды тәуелділік тудырады. Термохимиялық теңестіруді жазып алады, реакция теңескендегі мәндерді формулаға жазып қояды, теңескен жердің астыңғы жағына есепке сәйкес шаманың мәнін жазады:
12 г Q
2Н2 + 02 = 2Н20 + 571,6 кДж
4 г
Пропорция құрады 12 г/ 4 г = Q/571,6 кДж
Пропорция ережесі негізінде, белгісізді табады:
Q = 12 г · 571,6 кдж = 1714,8 кдж
4 г
5 тапсырма.
1 г магний жанған уақытта 25,6 кдж жылу бөлінетін болса, термохимиялық теңдеуді құрастырыңыз. Реакцияның термохимиялық теңдеуін құру үшін реакцияның жылу эффектісін есептеу керек, магний жануының теңдеуін жазып, осы мәндерді жазып қою керек.
Шешімі:
т (Мg) = 1 г
Q = 25,6 кДж
Q' -- ?
М (Мg) =
= 24 г/моль
2Мg + O2 = 2Мg O
Шартты талдау мен магний жануының теңестіру уақытында келесідей қорытынды жасайды: реакцияның жылу эффектісін есептеу үшін алдымен 2 моль магний жанған кезде бөлінетін жылу көлемін есептеп алу керек:
m= ν·М; т (Мg)=2 моль·24 г/моль = 48 г
48 г > 1 48 рет, демек Q= Q·48
Q[']= 25,6 кдж ·48 = 1228,8 кдж
Жауап. 2Мg + О2 = 2МgO+ 1228,8 кДж
Бұл тапсырманы пропорцияны қолданып өз бетінше орындау керек. Кейін 5 тапсырма мен 4 тапсырма шешімін салыстырып, ұқсастығы мен айырмашылығын айтады. Бұлар бір-біріне қатынасы бойынша қандай есептер? Жауапты ынталандыру керек.
Тапсырмалар мен жаттығулар.
100. 2 г аллюминий жанғанда 62 кдж жылу бөлінетіні белгілі болса, термохимиялық теңестіруді құрыңыз. Осы мәндерді 2 және 4 есеге өзгертіп кері есеп құрыңыз.
101. трамвайлы рельстерді сваркілеу үшін термиттелген смесьті қолданады. Смеське алюминий порошогы мен темір оксиді (ІІІ) 2 : 1 қатынаста қосылады. Термитті смесь жануының термохим.теңдеуі келесідей:
2А1 + Ғе2Оз = А12Оз + 2Ғе+829,62 кДж
Келесі өнімдер түзілгенде қанша жылу бөлінеді: 1. Темір 4 моль. 2. Темір 1 моль. Тапсырманы ауызша орындаңыз.
Өнім массасын немесе көлемін қоспасы бар шығушы заттың массасы немесе көлемі белгілі болған реакцияда есептеу
Есептің мұндай түрін шешуді қарастырғанда оқушыларға түрлі химиялық өндіріс барысында қандай да бір өнімді алу үшін шығушы зат, яғни шикізатты қолданатыны айтылады. Сонымен қатар шикізаттың әрқашан таза болмайтыны, оларда әр түрлі қоспалар болатыны айтылады. Бұл қоспалар өндіріс барысында, қажетті өнімді түзей алмайды, сондықтан алынатын өнімнің массасы мен көлемін анықтау үшін алдын ала реакцияға түсетін таза заттың массасы мен көлемін есептеп алу керек. Одан кейін ғана, реакция теңестіру бойынша негізгі тапсырманы орындаймыз.
Қоспаның құрамын әдетте пайызбен көрсетеді. Бұл көрсеткіш таза өнімнің массалық үлесін немесе қоспаның үлгідегі массалық үлесін көрсетеді. Таза зат немесе қоспаның массасын есептеу үшін келесі формуланы қолданады:
ω (таза зат) = т (таза зат)
т (қоспа)
m(таза зат) = m(қоспа)* ω (таза зат)
Таза заттың массасын басқа әдіспен де есептеуге болады, алдымен қоспаның массасын анықтап , кейін оны қоспа массасынан шегереміз: m(қоспа) = m(смесь) * ω(қоспа)
6 тапсырма. Заводқа 35 % бос маңызы жоқ минералы бар 50т фосфорит жеткізілді. Таза кальций фосфатының массасын есептеңіз.
Шешімі:
Таза кальций фосфатының рудадағы мөлшері 65% (100 % - 35%), ω (бос минерал) = 0.35. ал ω (Са3(PO4)2) = 0.65
m(Са3(PO4)2)= 50 т·0,65 = 32,5 т
m (қоспа)=50 т ·0,35 = 17,5 т, онда
m(Са3(PO4)2)= 50 т-17,5 = 32,5 т
Жауап. m(Са3(PO4)2)= 32,5 т
7 тапсырма. Құрамында 92 пайыз кальций карбонаты бар 500 кг әктасты жандырғандағы көмірқышқыл газының көлемі (м3) мен жанған әктің массасын есептеңіз.
Шешімі:
т (әктас) =500 кг
ω (СаСОз) =0,92
V (С02) -- ?
т СаО -- ?
М (СаСОз) =
= 100 кг/кмоль
М(СаО) =56 кг/кмоль
Ѵ,„<=22,4 м3/кмоль
Әктастағы СаСОз массасын алады: т (СаСОз) =500 кг*0,92 = 460 кг
Әктас ыдырауының реакция теңесуін жазады:
СаСОз = СаО+ СО2
Теңдеу бойынша
т (СаСОз) = 1 кмоль·100 кг/кмоль=100 кг
т (СаО) = 1 кмоль·56 кг/кмоль = 56 кг
V (СО2) = 1 кмоль·22,4 м3/кмоль = 22,4 м3
Кейіннен шешу үшін массаларды салыстыру әдісін қолданады.
460 кг> 100 кг 4,6 есеге, демек V (СО2) т (СаО) 4,6 есеге үлкен болады :
V (СО2) =22,4 м[3]·4,6= 103 м[3]
т СаО = 56 кг·4,6 = 257,6 кг
Жауап. Әктасты жандырғанда 257,6 кг CaO және 103 м3 СО2 түзіледі.
8 тапсырма. 10,8 г кальцийнирленген соданы (сусыз натрий карбонаты) тұз қышқылының артығымен әрекеттендіргенде 2,24 л көміртек (IV) оксидін алды. Содадағы қоспаның құрамын есептеңіз.
Бұл есеп 7 есепке кері есеп болып табылады.
Шешімі:
т (сода) = 10,8 г
V (С02) =2,24 л
ω (қоспа) -- ?
М (Nа2 СОз) = 106 г/моль
Ѵт = 22,4 л/моль
Содадағы қоспаның құрамын есептеу үшін сода массасын есептеп алу керек. Ол үшін әрекетке түскен натрий карбонатының массасын анықтайды.
Nа2 СОз + 2НС1=2NaС1+Н20 + С02
т (Nа2СОз) = 1 моль· 106 г/моль=106 г
V (СО2) = 1 моль·22,4 л/моль = 22,4 л
кейіннен шешімі келесідей болады:
1-әдіс. Салыстыру әдісі
2,24 л <22,4 л 10 есеге, демек натрий карбонатының да 10 есеге аз көлемі керек, яғни т (Nа2 СОз) = 10,6 г. Содада 10,8 г осы жерден алынды.
т (қоспа) =10,8 - 10,6 г = 0,2 г
ω (қоспа) =0,2 г: 10,8 г = 0,018, немесе 1,8%
Жауап. Содада 1,8% қоспа бар .
2-әдіс.
ѵ = m/М формуласы бойынша ѵ (С02)табамыз
ѵ (СОг) =2,24 л : 22,4 л/моль = 0,1 моль
т (Nа2СОз) = 106 г/моль*0,1 моль= 10,6 г
ω (№2СОз) = 10,6 г: 10,8 г = 0,982
ω (қоспа ) = 1 -- 0,982 = 0,018 или 1,8%
Тапсырмалар мен жаттығулар
102. құрамында 80 пайыз цинк сульфиды бар 1 т мырышты қоспаны жандырса, қанша күкіртті газ бөлінеді?
103. 75 г натрий гидроксиді ерітіндісі артығымен темір (IІІ) хлоридін ерітіндідегі массалық үлесі 0,10 әрекеттендіргенде пайда болған шөгіндінің массасын есептеңіз.
104. құрамында 8 пайыз жанбайтын қоспасы бар 500 кг көмірді жаққанда қанша көмірқышқыл газы бөлінеді?
105. құрамында 4 пайыз әрекет етпейтін қоспасы артығымен азот қышқылы ерітіндісі бар 20 г мыс стружкасын қыздырғанда қанша азот оксидін (IІ) алуға болады?
§ 3. Х сынып тапсырмалары
Газобразды қалыптағы заттың молекуларлы формуласын табу.
Х сыныпта газобразды заттың молекуларлы формуласын табуды қарастырғанда заттағы элементтің массалық үлесін есептеу формуласын қолдану қажет. Бұл әрбір элементтің атомдар санын тез есептеуге мүмкіндік береді.
1 тапсырма(18-157) Құрамына келесілер кіретін заттың сутек бойынша тығыздығы 22 ге тең. Құрамында: 54,5% - көміртек, 9,09 % - сутек, 36,36 % - оттек бар. Ол қышқыл түзе отырып күміс оксидін қалпына келтіреді. Осы заттың құрылымдық формуласын жазыңыз.
Шешімі:
dНг (зат) =22
ω(С) =0,5455
ω(Н) =0,0909 ω(О) =0,3636
Формула -- ?
Ar(С) = 12
Ar(H) = 1
Ar(O) =16
1- Әдіс
ω = n*Ar ω n= ω* Mr = ω* 2 * dНг
2- Mr Ar Ar
n(С) = 0.5455*2*32 = 2 n(H)= 0.0909*2*22
16 1
= 3.9 ≈
n(O) = 0.3636*2*22 = 0.99≈1
16
С2НО4 байланысуының молекуларлы формуласы, бұл зат аммиак ерітіндісінде күміс оксидімен қалпына келеді, бұл зат - уксусты альдегид, оның формуласы:
0
СНз - с,
Н
Жауап. Заттың құрылымдық формуласы:
0
СНз - с,
Н
2-әдіс. Егер бұл есептің шешімі алгебралық формуланы қолданумен есептің химиялық мәнін ашпайтын формалды болып көрінсе, есептеуді басқаша әдіспен жүргізуге болады.
Газобразды заттың қатыстық тығыздығы бойынша қатыстық молекуларлық массасын табады:
Мr=2*dНг
Мг = 2*22 = 44
Қатыстық молекуларлық массасы және заттағы элементтің массалық үлесі бойынша заттағы (бүтіннің бөлігі) элемент массасын табады: b=C*ω , мұнда b - (бүтіннің бөлігі), C- бүтін, ω- бөліктің массалық үлесі.
Көміртек үлесіне келеді: 44*0,5455 = 24
Сутек үлесіне келеді: 44*0,0909 = 4
Оттек үлесіне келеді: 44*0,3636 = 16
Газобразды заттың молекуласындағы элементтердің атомдарының санына сәйкес элементтің қатыстық атом массасына алынған сандар қатынасы ретінде анықтайды.
п (С) =24 : 12 = 2, п (Н) =4 : 1=4; п (О) = 16: 16 = 1.
Зат формуласы - C2HO4
Құрылымдық формуласы -
0
СНз - с,
Н
3 - әдіс. Қарастырылып отырған есепті шешуде пропорция әдісін қолдануға болады. Зат құрамындағы элементтердің пайыздық үлесін осы элементтің атомдарының массасының екінші элементтің массасына қатынасы сияқты, яғни 54,55 массалық бөлікке (мас.б.) сутектің 9,09 мас.б. сәйкес келеді. Ал массасы 12 г болатын 1 моль көміртек атомына, сутектің х грамы сәйкес келеді. Пропорция құрайды: 54,55 : 12 = 9,09 : х,
12 г*9,09 маc. б. 0
и -- ! = 2 г
у 54,55 мас. б.
Бұл 2 моль сутек атомын құрайды (М (Н) = 1 г/моль)
54,55 массалық бөлік көміртекке оттектің 36,36 мас.б келетінін жазып алып, 1 моль көміртек атомына у г оттек келетінін ескереді.
Пропорция құрылады: 54,55 : 12 = 36,36 : у.
12 г-36,36 мас. б. 0
и -- ! =8 г
у 54,55 мас. б.
Бұл 0,5 моль оттек атомына келеді (М (О ) = 16 г/моль).
Әр түрлі заттардың 1 моль көміртек, сутек, оттекке қатынасы келесідей:
ѵ (С) : ѵ (Н) : ѵ (О) = 1 : 2 : 0,5, или 2 : 4 : 1
1 моль затта бөліктердің тең саны болғандықтан, әрбір 2 атом көміртекке 4 атом сутек, 1 атом оттек келеді.
Заттың молекулалық формуласы: С2НО4
Құрылымдық формуласы:
0
СНз - с,
Н
Заттың молекулалық формуласын табуға арналған есептердің ішінде көрсеткіштері жазылмаған заттың қатыстық молекуларлы массасын табуға мүмкіндік беретін формулалар бар. Олардың шартында тек заттағы элементтің массалық үлесі көрсетіледі.
n=ω* Мr/ Ar Формуласының орнына n= ω/ Ar формуланы қолдану керек.
Оқушыларға бұл жағдайда, газ молекуласындағы элементтің атомының шынайы санын анықтау мүмкін емес екенін түсіндіру қажет. Химияда <<атомдық фактор>> деп аталатын формула бойынша алынған шама заттардың қарапайым формуласын анықтауға мүмкіндік береді. Заттың молекуларлық формуласын есеп мәтініне қосылатын әр түрлі ақпаратты қолдана отырып шығарады. Мысалы: функционалды топтар санына сілтеу.
2 тапсырма (№ 18-164). Янтарлық қышқылдың формуласын құру үшін: 40,68% - көміртек, 5,08% - сутек, 54,24% - оттек берілді. Янтарлы қышқыл натриймен екі тұзды түзеді: қышқылдық және нейтралдық.
Шешімі:
ω (С)=40,68%
ω (Н) =5,08%
ω (О) =54,24%
Формула -- ?
Ar(С) = 12
Ar(H) = 1
Ar(O) =16
n= ω/ Ar формуласын қолданып, көміртек, оттек, сутек атомының санының қатынасын табады.
п (С) : п (Н) : п (О) = 40,68 : 5,08 : 54,24: =1 : 1,5 : 1, немесе
12 1 16
п (С) : п (Н) : п (О) =2:3: 2 = 4 : 6 : 4
Янтарлы қышқыл молекуласы құрамындағы элементтер атомдарының алынған бірінші қатынасы шындыққа сәйкес келмейді, себебі молекулада сутектің 1,5 атомының болуы мүмкін емес. Қышқылдың молекуларлы формуласын есеп мәтінінің соңында көрсетілген мәліметтер негізінде құруға болады. Егер қышқыл, екі тұз түзетін болса: қышқыл және орташа болатын, онда бұл қышқыл екінегізді. Осыдан қорытынды жасайды: янтарь қышқылы екі карбоксилды топ құрайды, оттектің төрт атомы оның молекуласының құрамына кіреді. Бұл шартқа элемент атомдарының соңғы қатынасы сәйкес келеді.
Жауап. Янтарлы қышқылдың молекуларлы формуласы - С4Н6О4.
Осындай жолдарды осының алдындағы есепті шешуде қолдануға болады.
4 - әдіс. Оттек, сутек, көміртек атомдарының санынның қатынасы белгісіз заттың молекуласында келесідей болады:
п (С) : п (Н) : п (О) = 54,55/12 : 9,09/1 : 36,36/16 =
4,54 ; 9,09 : 2,27, или 2:4: 1, или 4:8:2
Формуладан қатыстық молекуларлық массаны есептейміз:
Мг (С2Н40) =(12*2 + 4+16)=44
Мг (С4Н802) = (12*4 + 8+16*2) =88
Есептің шарты бойынша
Демек, С2Н4 О қарапайым формуласы осының молекуларлы формуласы болады.
Оқушылар газобразды заттардың молекуларлы формуласын және элементтердің қарапайым массалық үлесін анықтауды үйренгеннен кейін заттың массасы, көлемі және саны бойынша өнімнің жануы деген сияқты түсініктерге көшуге болады.
Көрсетілген есептерді шешуді үйрену негізінде берілген заттың массасынан санына өтуді үйрену бар. Ол өз кезегінде белгісіз заттың молекуласындағы элемент атомдарының санын анықтауға мүмкіндік береді.
Ойлау логикасы, есепті шешу барысы да басқаша болады. Жану өнімдерінің белгілі массасы белгісіз заттың құрамына кіретін элементтердің массасын есептеуге мүмкіндік береді. Мұның негізінде заттағы элементтің массалық үлесін есептеуге болады және жоғарыдағы әдістерді қолдана отырып берілген есептерді шешуге болады.
3 тапсырма.
0,29 г газобразды көмірсутекті жаққанда 448 мл көміртек (IV) оксиді және 0,45 г су буы алынды. Белгісіз көмірсутектің сутек бойынша қатыстық тығыздығы 29ға тең. Көмірсутектің молекуларлы формуласын анықтаңыз.
Шешімі.
т (зат) =0,29 г
Ѵ(С02) =448 мл (0,448 л)
т (Н20) =0,45 г
dНг (зат) =29
Формула
Ѵт = 22,4 л/моль
М (Н20) = 18 г/моль
Мг = 2- dНг, Мr = 29*2 = 58;
М = 58 г/моль
1 - әдіс. Көрсетілген заттардың массасынан немесе газдардың көлемінен зат санына мөлшеріне көшу.
Белгісіз зат үшін алдымен оның қатыстық молекуларлық массасын есептейді, кейін оны молекуларлы массаға көшіреді.
Белгісіз заттың, судың жіне көмірқышқыл газының зат мөлшерін ν=m/M формуласымен анықтайды.
ѵ (зат) =0,29 г : 58 г/моль = 0,005 моль
ѵ (С02) =0,448 л : 22,4 л/моль = 0,02 моль
ѵ (Н2О)=0,45 г: 18 г/моль = 0,025 моль
Демек, белгісіз заттың зат мөлшері және жану өнімдері бір-біріне келесідей қатынаста:
ѵ (зат) : ѵ (С02) : ѵ (Н20) =0,005 : 0,02 : 0,025= 1 : 4 : 5
4 моль СО2 құрамында С атомының 4 молі бар, ал 5 моль Н2О-да Н-тың 10 атомы бар, ол 1 моль белгісіз көмірсутекке кіреді.
Жауап. Көмірсутек формуласы - С4Н10 бутан.
Шешімнің дұрыстығын тексеру үшін бутанның алынған формуласынан оның қатыстық молекуларлық массасын есептеп, есептің басындағы мәнімен салыстыру қажет. Бұл тексерісті өз бетінше орындаңыз.
2- әдіс. Математикалық формуланы қолдана отырып, белгісіз затты жаққан кезде алынған көмірқышқыл газдағы көміртектің массасын және судағы сутек массасын есептейді:
т (С) = ѵ С02) ::п::М (С) ; т (С) =0,448 л. 1.12 г/моль =0 24 г 22,4 л/моль
т(Н) . (Н20)::п::М (Н) ; т (Н) =0,45 г::2ּ::1 г/моль_005 г М(Н20) 18 г/моль ___.
Белгісіз заттағы әрбір элементтің массалық үлесін элементтер массасы және жанған заттың массасы бойынша анықтайды:
ω = т(эл.)/т(зат); ω(С) = 0,24г/0,29г. ω(Н) = 0,05 /0,29 г = 0,17
Соңында әрбір элементтің атом санын есептеу ғана қалды.
n= ω* 2 dНг / А,
п(С)=0.83*29*2 / 12= 4
п(H)= 0.17*29*2/1= 10
Көмірсутектің формуласы - С4Н10
3-әдіс . пропорция әдісін қолдану негізінде келесі шешімді ұсынуға болады. Молярлы массасы 58 г/моль, массасы 58 г болатын 1 моль көмірсутек жанды деп есептейік. 0,29 г көмірсутек жанғанда, 0,448 л СО2 және 0,45 г Н2О бөлінеді, ал 58г көмірсутек жанғанда V л СО2 және m г Н2О бөлінеді. Екі пропорция құрылады, белгісіз шамалар шығады:
0.29/58=0.448/V V= 58 г *0,448л/0,29л= 89,6 л СО2
0.29/58=0.45/m m= 58 г*0,45г/0,29 г = 90 г Н2О
ѵ (С02) =89,6 л . 22,4 л/моль = 4 моль
ѵ (Н2О) =90 г: 18 г/моль = 5 моль
Белгісіз көмірсутектің формуласы - С4Н10
4-әдіс. Осындай есептерді шешуге өзіндік бейімі бар А. Ф. Хрусталев жолын ұсынады. Белгілі шамалардың көбісі тапсырмада қысқартылған болуы мүмкін. Есепті оқушыларға белгілі теңсіздіктерді шешуді қолдана отырып шығарады. Сонымен қатар есепте көрсетілген шамалардың біреуінің мәні яғни белгісіз заттың қатыстық тығыздығын қолданады.
Тапсырма мәтіні бұл жағдайда қысқаша болады. Сутек бойынша тығыздығы 29 болатын алкандардың молекуларлы формуласын анықтаңыз.
Қатыстық тығыздықтан заттың қатыстық молекуларлық массасын табады:
Мг = 29*2 = 58
Көмірсутектің формуласы СхНу болды деп есептейік, сонда элементтердің қатыстық атомдық массасын қойғанда келесіні аламыз: 12х + у = 58.
Алкандардың жалпы формуласы - СхН2х+2 .
Көмірсутектер үшін у мәні 2х+2 мәніне тең немесе кіші болады:
у<=2х + 2
теңдеуден у = 58 -- 12х мәнін тауып,теңсіздікке қоямыз.
58 -- 12 х *<= 2 х + 2л:
58 -- 2 х *<= 2 х + 12х.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz