35 numaralı problemi (C5) çözmek için genel algoritmayı tartıştık. Belirli örneklere bakmanın ve size kendi başınıza çözebileceğiniz bir dizi sorun sunmanın zamanı geldi.

Örnek 2. 5,4 g alkinin tam hidrojenasyonu 4,48 litre hidrojen (n.s.) gerektirir.Bu alkinin moleküler formülünü belirleyin.

Çözüm. Genel plana uygun hareket edeceğiz. Bilinmeyen bir alkinin molekülünün n karbon atomu içerdiğini varsayalım. Homolog C n H 2n-2 serisinin genel formülü. Alkinlerin hidrojenasyonu aşağıdaki denkleme göre ilerler:

CnH2n-2 + 2H2 = CnH2n+2.

Reaksiyona giren hidrojen miktarı n = V/Vm formülü kullanılarak bulunabilir. Bu durumda n = 4,48/22,4 = 0,2 mol.

Denklem, 1 mol alkinin 2 mol hidrojen eklediğini göstermektedir (bahsettiğimiz problem ifadesinde bunu hatırlayın) tamamlamak hidrojenasyon), dolayısıyla n(CnH2n-2) = 0,1 mol.

Alkinin kütlesine ve miktarına bağlı olarak molar kütlesini buluruz: M(C n H 2n-2) = m(kütle)/n(miktar) = 5,4/0,1 = 54 (g/mol).

Bir alkinin bağıl molekül ağırlığı, n atomik karbon kütlesi ile 2n-2 atomik hidrojen kütlesinin toplamıdır. Denklemi elde ederiz:

12n + 2n - 2 = 54.

Doğrusal denklemi çözersek şunu elde ederiz: n = 4. Alkin formülü: C 4 H 6.

Cevap: C4H6.

Önemli bir noktaya dikkat çekmek istiyorum: C4H6 moleküler formülü, iki alkin (butin-1 ve butin-2) dahil olmak üzere çeşitli izomerlere karşılık gelir. Bu sorunlara dayanarak, incelenen maddenin yapısal formülünü açık bir şekilde oluşturamayacağız. Ancak bu durumda buna gerek yoktur!

Örnek 3. 112 litre (n.a.) bilinmeyen bir sikloalkan aşırı oksijende yakıldığında, 336 litre CO2 oluşur. Sikloalkanın yapısal formülünü oluşturun.

Çözüm. Homolog sikloalkan serilerinin genel formülü: CnH2n. Sikloalkanların tamamen yanması ile, herhangi bir hidrokarbonun yanması gibi, karbondioksit ve su oluşur:

C n H 2n + 1,5n Ö 2 = n C02 + n H 2 O.

Lütfen dikkat: bu durumda reaksiyon denklemindeki katsayılar n'ye bağlıdır!

Reaksiyon sırasında 336/22,4 = 15 mol karbondioksit oluştu. 112/22.4 = 5 mol hidrokarbon reaksiyona girmiştir.

Daha ileri bir mantık açıktır: 5 mol sikloalkan başına 15 mol C02 oluşursa, o zaman 5 molekül hidrokarbon başına 15 molekül karbon dioksit oluşur, yani bir sikloalkan molekülü 3 C02 molekülü üretir. Her karbon monoksit (IV) molekülü bir karbon atomu içerdiğinden şu sonuca varabiliriz: bir sikloalkan molekülü 3 karbon atomu içerir.

Sonuç: n = 3, sikloalkan formülü - C3H6.

Gördüğünüz gibi bu sorunun çözümü genel algoritmaya "uymuyor". Burada bileşiğin molar kütlesini aramadık ve herhangi bir denklem de oluşturmadık. Biçimsel kriterlere göre bu örnek standart C5 problemine benzememektedir. Ancak algoritmayı ezberlemenin değil, gerçekleştirilen eylemlerin ANLAMINI anlamanın önemli olduğunu yukarıda zaten vurgulamıştım. Anlamını anlarsanız, Birleşik Devlet Sınavında genel şemada kendiniz değişiklik yapabilecek ve en akılcı çözümü seçebileceksiniz.

Bu örnekte bir "tuhaflık" daha var: Bileşiğin sadece moleküler değil aynı zamanda yapısal formülünü de bulmak gerekiyor. Önceki görevde bunu yapamadık ama bu örnekte lütfen! Gerçek şu ki, C3H6 formülü yalnızca bir izomer - siklopropana karşılık gelir.

Cevap: siklopropan.

Örnek 4. 116 g bir miktar doymuş aldehit, amonyak gümüş oksit çözeltisi ile uzun süre ısıtıldı. Reaksiyon 432 g metalik gümüş üretti. Aldehitin moleküler formülünü belirleyin.

Çözüm. Homolog doymuş aldehit serilerinin genel formülü şöyledir: C n H 2n+1 COH. Aldehitler, özellikle gümüş oksitin amonyak çözeltisinin etkisi altında karboksilik asitlere kolayca oksitlenir:

C n H 2n+1 COH + Ag 2 O = C n H 2n+1 COOH + 2 Ag.

Not. Gerçekte reaksiyon daha karmaşık bir denklemle tanımlanır. Sulu bir amonyak çözeltisine Ag20 eklendiğinde karmaşık bir OH bileşiği oluşur - diamin gümüş hidroksit. Oksitleyici bir madde olarak görev yapan bu bileşiktir. Reaksiyon sırasında bir karboksilik asidin amonyum tuzu oluşur:

CnH2n+1 COH + 2OH = CnH2n+1 COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O.

Bir diğer önemli nokta! Formaldehitin (HCOH) oksidasyonu verilen denklemle açıklanmamıştır. HCOH, gümüş oksitin amonyak çözeltisiyle reaksiyona girdiğinde, 1 mol aldehit başına 4 mol Ag açığa çıkar:

НCOH + 2Ag2O = CO2 + H2O + 4Ag.

Karbonil bileşiklerinin oksidasyonunu içeren problemleri çözerken dikkatli olun!

Örneğimize dönelim. Açığa çıkan gümüşün kütlesine dayanarak bu metalin miktarını bulabilirsiniz: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (mol). Denkleme göre 1 mol aldehit başına 2 mol gümüş oluşur, dolayısıyla n(aldehit) = 0,5n(Ag) = 0,5*4 = 2 mol olur.

Aldehitin molar kütlesi = 116/2 = 58 g/mol. Sonraki adımları kendiniz atmaya çalışın: bir denklem oluşturmanız, çözmeniz ve sonuç çıkarmanız gerekir.

Cevap: C2H5COH.

Örnek 5. 3,1 g belirli bir birincil amin, yeterli miktarda HBr ile reaksiyona girdiğinde 11,2 g tuz oluşur. Aminin formülünü belirleyin.

Çözüm. Birincil aminler (CnH2n + 1 NH2) asitlerle etkileşime girdiğinde alkilamonyum tuzları oluşturur:

С n H 2n+1 NH2 + HBr = [С n H 2n+1 NH3 ] + Br - .

Ne yazık ki oluşan aminin ve tuzun kütlesine göre miktarlarını bulamayacağız (molar kütleler bilinmediğinden). Farklı bir yol izleyelim. Kütlenin korunumu yasasını hatırlayalım: m(amin) + m(HBr) = m(tuz), dolayısıyla m(HBr) = m(tuz) - m(amin) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

C 5 çözümünde çok sık kullanılan bu tekniğe dikkat edin. Reaktifin kütlesi problem cümlesinde açıkça verilmemiş olsa bile diğer bileşiklerin kütlelerinden bulmayı deneyebilirsiniz.

Böylece standart algoritmaya geri döndük. Hidrojen bromürün kütlesine dayanarak n(HBr) = n(amin), M(amin) = 31 g/mol miktarını buluruz.

Cevap: CH3NH2.

Örnek 6. Belirli bir miktarda alken X, fazla miktarda klor ile reaksiyona girdiğinde 11,3 g diklorür oluşturur ve fazla miktarda bromla reaksiyona girdiğinde 20,2 g dibromür oluşur. X'in moleküler formülünü belirleyin.

Çözüm. Alkenler, dihalojen türevleri oluşturmak için klor ve brom ekler:

C n H 2n + Cl 2 = C n H 2n Cl 2,

CnH2n + Br2 = CnH2nBr2.

Bu problemde diklorür veya dibromür miktarını (molar kütleleri bilinmiyor) veya klor veya brom miktarını (kütleleri bilinmiyor) bulmaya çalışmak anlamsızdır.

Standart olmayan bir teknik kullanıyoruz. CnH2nCl2'nin molar kütlesi 12n + 2n + 71 = 14n + 71'dir. M(CnH2nBr2) = 14n + 160.

Dihalojenürlerin kütleleri de bilinmektedir. Elde edilen maddelerin miktarlarını bulabilirsiniz: n(C n H 2n Cl 2) = m/M = 11,3/(14n + 71). n(CnH2nBr2) = 20,2/(14n + 160).

Geleneksel olarak diklorür miktarı dibromit miktarına eşittir. Bu gerçek şu denklemi oluşturmamızı sağlar: 11,3/(14n + 71) = 20,2/(14n + 160).

Bu denklemin tek bir çözümü vardır: n = 3.

Cevap: C3H6

Son bölümde size farklı zorluk derecelerinde C5 tipi problemlerden bir seçki sunuyorum. Bunları kendiniz çözmeye çalışın - Kimyada Birleşik Devlet Sınavına girmeden önce mükemmel bir eğitim olacak!

Uygulamamda kimya problemlerinin nasıl çözüleceğini öğretirken sıklıkla problemlerle karşılaşıyorum. Birleşik Devlet Sınavı görevlerindeki zor görevlerden biri C 5 göreviydi.

Size birkaç örnek vereyim:

Örnek 1.

%84,21 karbon ve %15,79 hidrojen içeren ve havadaki bağıl yoğunluğu 3,93'e eşit olan bir maddenin formülünü belirleyin.

Çözüm:

1. Maddenin kütlesi 100 g olsun, o zaman C'nin kütlesi 84,21 g, H'nin kütlesi 15,79 g olacaktır.

2. Her bir atomun madde miktarını bulun:

n(C) = m / M = 84,21 / 12 = 7,0175 mol,

n(H) = 15,79 / 1 = 15,79 mol.

3. C ve H atomlarının molar oranını belirleyin:

C: H = 7,0175: 15,79 (her iki sayıyı da küçük olan sayıyla azaltın) = 1: 2,25 (4 ile çarpın) = 4: 9.

Dolayısıyla en basit formül C 4 H 9'dur.

4. Bağıl yoğunluğu kullanarak molar kütleyi hesaplayın:

M = D(hava) 29 = 114 g/mol.

5. En basit C4H9 formülüne karşılık gelen molar kütle 57 g/mol'dür; bu, gerçek molar kütleden 2 kat daha azdır.

Bu, gerçek formülün C8H18 olduğu anlamına gelir.

Örnek 2.

Normal koşullar altında yoğunluğu 2,41 g/l olan bir alkinin formülünü belirleyin.

Çözüm:

1. Alkinin genel formülü C n H 2n−2

2. Yoğunluk ρ normal koşullar altında 1 litre gazın kütlesidir.Bir maddenin 1 mol'ü 22,4 litre hacim kapladığından, bu tür gazın 22,4 litre ağırlığının ne kadar olduğunu bulmanız gerekir:

M = (yoğunluk ρ) (molar hacim V m) = 2,41 g/l 22,4 l/mol = 54 g/mol.

14 n - 2 = 54, n = 4.

Bu, alkinin C4H6 formülüne sahip olduğu anlamına gelir.

Cevap: C 4 H 6.

Örnek 3.

Organik bir bileşiğin nitrojene göre bağıl buhar yoğunluğu 2'dir. Bu bileşiğin 9,8 gramı yandığında 15,68 litre karbondioksit (NO) ve 12,6 gram su oluşur. Organik bir bileşiğin moleküler formülünü türetin.

Çözüm:

1. Bir madde yandığında karbondioksit ve suya dönüştüğünden, C, H ve muhtemelen O atomlarından oluştuğu anlamına gelir. Bu nedenle genel formülü CxHyOz olarak yazılabilir.

2. Yanma reaksiyonu diyagramını yazabiliriz (katsayıları ayarlamadan):

CxHyOz + O 2 → CO 2 + H 2 O

3. Orijinal maddedeki karbonun tamamı karbondioksite, hidrojenin tamamı suya geçer.

CO 2 ve H 2 O maddelerinin miktarlarını buluyoruz ve kaç mol C ve H atomu içerdiklerini belirliyoruz:

a) n(CO2) = V / Vm = 15,68 / 22,4 = 0,7 mol.

(CO2 molekülü başına bir C atomu vardır; bu, CO2 ile aynı mol karbonun olduğu anlamına gelir. n(C) = 0,7 mol)

b) n(H2O) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 mol.

(Bir su molekülü iki H atomu içerir, bu da hidrojen miktarının suyun iki katı olduğu anlamına gelir. n(H) = 0,7 2 = 1,4 mol)

4. Maddede oksijen olup olmadığını kontrol edin. Bunu yapmak için, C ve H'nin kütlelerinin tüm başlangıç ​​maddesinin kütlesinden çıkarılması gerekir.

m(C) = 0,7 12 = 8,4 g, m(H) = 1,4 1 = 1,4 g

Toplam maddenin kütlesi 9,8 g'dır.

m(O) = 9,8 − 8,4 − 1,4 = 0, yani. Bu maddede oksijen atomu yoktur.

5. En basit ve doğru formülleri arayın.

C: H = 0,7: 1,4 = 1: 2. En basit formül CH2'dir.

6. Gerçek molar kütleyi, gazın nitrojene göre göreceli yoğunluğuna göre ararız (nitrojenin N2 diatomik moleküllerden oluştuğunu ve molar kütlesinin 28 g/mol olduğunu unutmayın):

M kaynağı = D(N2) M(N2) = 2 28 = 56 g/mol.

Gerçek formül CH2'dir, molar kütlesi 14'tür. 56/14 = 4. Gerçek formül şöyledir: (CH2)4 = C4H8.

Cevap: C 4 H 8.

Örnek 4.

25,5 g doymuş monobazik asit, aşırı sodyum bikarbonat çözeltisiyle reaksiyona girdiğinde 5,6 l (n.s.) gaz açığa çıktı. Asidin moleküler formülünü belirleyin.

Çözüm:

1. C n H 2n+1 COOH + NaHCO 3 à C n H 2n+1 COONa + H 2 O + CO 2

2. CO 2 maddesinin miktarını bulun

n(CO2) = V/Vm = 5,6 l: 22,4 l/mol = 0,25 mol

3. n(CO 2) = n(asitler) = 0,25 mol (denklemden bu 1:1 oranını görebilirsiniz)

O halde asidin molar kütlesi:

M(k-ty) = m/n = 25,5g: 0,25 mol = 102g/mol

4. M(k-ty) = 12n+2n+1+12+16+16 (genel formülden, M = Ar(C)*n + Ar(H)*n + Ar(O)*n = 12 * n + 1*(2n+1)+ 12+16+16+1)

M(k-ty) = 12n +2n +46 = 102; n = 4; Asit formülü C4H9COOH'dur.

Kendi kendine çözülen C5 için görevler:

1. Monobazik bir amino asitteki oksijenin kütle oranı %42,67'dir. Asidin moleküler formülünü belirleyin.

2. Yanmanın 0,896 l (n.s.) karbondioksit, 0.99 g su ve 0.112 l (n.s.) nitrojen ürettiği biliniyorsa, üçüncül bir aminin moleküler formülünü oluşturun.

3. 2 litre hidrokarbon gazının tamamen yanması için 13 litre oksijen gerekti ve 8 litre karbondioksit oluştu. Hidrokarbonun moleküler formülünü bulun.

4. 3 litre hidrokarbon gazı yakıldığında 6 litre karbondioksit ve bir miktar su elde edilir. Tam yanma için 10,5 litre oksijenin gerekli olduğu biliniyorsa, bir hidrokarbonun moleküler formülünü belirleyin.

5. Bir alkanın dikloro türevi ağırlıkça %5,31 hidrojen içerir. Dikloroalkanın moleküler formülünü belirleyin. Olası izomerlerden birinin yapısal formülünü verin ve adlandırın

6. Oksijen içermeyen gaz halindeki bir organik maddenin yanması sırasında 4,48 litre karbondioksit (n.o.), 3,6 g su ve 2 g hidrojen florür açığa çıktı. Bileşiğin moleküler formülünü belirleyin.

Kimyadaki problemleri çözme yöntemleri

Sorunları çözerken birkaç basit kurala uymanız gerekir:

1. Görev koşullarını dikkatlice okuyun;
2. Verilenleri yazın;
3. Gerekirse fiziksel büyüklük birimlerini SI birimlerine dönüştürün (bazı sistem dışı birimlere izin verilir, örneğin litre);
4. Gerekirse reaksiyon denklemini yazın ve katsayıları düzenleyin;
5. Orantı oluşturma yöntemini değil, madde miktarı kavramını kullanarak bir sorunu çözün;
6. Cevabı yazın.

Kimyaya başarılı bir şekilde hazırlanabilmek için metinde verilen problemlerin çözümlerini dikkatlice düşünmeli ve yeterli sayıda kendiniz de çözmelisiniz. Kimya dersinin temel teorik ilkelerinin pekiştirilmesi problem çözme sürecindedir. Kimya çalışmak ve sınava hazırlanmak için tüm süre boyunca problemleri çözmek gerekir.

Bu sayfadaki problemleri kullanabilir veya standart ve karmaşık problemlerin çözümlerini içeren iyi bir problem koleksiyonu ve alıştırmalar indirebilirsiniz (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova): indir.

Mol, molar kütle

Molar kütle, bir maddenin kütlesinin madde miktarına oranıdır, yani.

M(x) = m(x)/ν(x), (1)

burada M(x) X maddesinin molar kütlesidir, m(x) X maddesinin kütlesidir, ν(x) X maddesinin miktarıdır. Molar kütlenin SI birimi kg/mol'dür, ancak g birimi /mol genellikle kullanılır. Kütle birimi – g, kg. Bir maddenin miktarı için SI birimi moldür.

Herhangi kimya problemi çözüldü madde miktarı aracılığıyla. Temel formülü hatırlamanız gerekir:

ν(x) = m(x)/ M(x) = V(x)/V m = N/N A , (2)

burada V(x) X(l) maddesinin hacmidir, V m gazın molar hacmidir (l/mol), N parçacık sayısıdır, NA Avogadro sabitidir.

1. Kütleyi belirle sodyum iyodür NaI madde miktarı 0,6 mol.

Verilen: ν(NaI)= 0,6 mol.

Bulmak: m(NaI) =?

Çözüm. Sodyum iyodürün molar kütlesi:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 g/mol

NaI'nin kütlesini belirleyin:

m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 g.

2. Madde miktarını belirleyin 40,4 g ağırlığında sodyum tetraborat Na2B407'de bulunan atomik bor.

Verilen: m(Na 2 B 4 O 7) = 40,4 g.

Bulmak: ν(B)=?

Çözüm. Sodyum tetraboratın molar kütlesi 202 g/mol'dür. Na 2 B 4 O 7 maddesinin miktarını belirleyin:

ν(Na 2 B 4 Ö 7) = m(Na 2 B 4 Ö 7)/ M(Na 2 B 4 Ö 7) = 40,4/202 = 0,2 mol.

1 mol sodyum tetraborat molekülünün 2 mol sodyum atomu, 4 mol bor atomu ve 7 mol oksijen atomu içerdiğini hatırlayın (bkz. sodyum tetraborat formülü). O halde atomik bor maddesi miktarı şuna eşittir: ν(B) = 4 ν (Na 2 B 4 O 7) = 4 · 0,2 = 0,8 mol.

Kimyasal formüller kullanılarak yapılan hesaplamalar. Kütle fraksiyonu.

Bir maddenin kütle oranı, bir sistemdeki belirli bir maddenin kütlesinin tüm sistemin kütlesine oranıdır; ω(X) =m(X)/m, burada ω(X) X maddesinin kütle kesridir, m(X) X maddesinin kütlesidir, m tüm sistemin kütlesidir. Kütle kesri boyutsuz bir miktardır. Bir birimin kesri veya yüzde olarak ifade edilir. Örneğin atomik oksijenin kütle oranı 0,42 veya %42'dir; ω(O)=0,42. Sodyum klorürdeki atomik klorun kütle oranı 0,607 veya %60,7'dir, yani. ω(Cl)=0,607.

3. Kütle fraksiyonunu belirleyin baryum klorür dihidrat BaCl 2 2H 2 O'da kristalizasyon suyu.

Çözüm: BaCl 2 2H 2 O'nun molar kütlesi:

M(BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35,5 + 2 18 = 244 g/mol

BaCl 2 2H 2 O formülünden 1 mol baryum klorür dihidratın 2 mol H 2 O içerdiği sonucu çıkar. Bundan BaCl 2 2H 2 O'da bulunan suyun kütlesini belirleyebiliriz:

m(H20) = 2 18 = 36 g.

Baryum klorür dihidrat BaCl 2 2H 2 O'da kristalizasyon suyunun kütle fraksiyonunu buluyoruz.

ω(H 2 O) = m(H 2 O)/ m(BaCl 2 2H 2 O) = 36/244 = 0,1475 = %14,75.

4. 5,4 g ağırlığındaki gümüş, argentit Ag 2 S mineralini içeren 25 g ağırlığındaki bir kaya örneğinden izole edildi. Kütle fraksiyonunu belirleyinörnekte arjantin.

Verilen: m(Ag)=5,4 g; m = 25 gr.

Bulmak: ω(Ag 2 S) =?

Çözüm: Arjantitte bulunan gümüş maddesi miktarını belirliyoruz: ν(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 mol.

Ag2S formülünden arjantit maddesi miktarının gümüş maddesi miktarının yarısı kadar olduğu anlaşılmaktadır. Arjantinit maddesinin miktarını belirleyin:

ν(Ag 2 S)= 0,5 ν(Ag) = 0,5 0,05 = 0,025 mol

Arjantint kütlesini hesaplıyoruz:

m(Ag 2 S) = ν(Ag 2 S) M(Ag 2 S) = 0,025 248 = 6,2 g.

Şimdi 25 g ağırlığındaki bir kaya örneğindeki arjantitin kütle fraksiyonunu belirliyoruz.

ω(Ag2S) = m(Ag2S)/ m = 6,2/25 = 0,248 = %24,8.

Bileşik formüllerin türetilmesi

5. Bileşiğin en basit formülünü belirleyin Bu maddedeki elementlerin kütle oranları sırasıyla% 24,7, 34,8 ve 40,5 ise manganez ve oksijen ile potasyum.

Verilen: ω(K) =%24,7; ω(Mn) =%34,8; ω(O) =%40,5.

Bulmak: bileşiğin formülü.

Çözüm: hesaplamalar için bileşiğin kütlesini 100 g'a eşit olarak seçiyoruz, yani. m=100 g Potasyum, manganez ve oksijenin kütleleri şöyle olacaktır:

m(K) = mω(K); m(K) = 100 0,247 = 24,7 g;

m(Mn) = mω(Mn); m(Mn)=100 0,348=34,8 gr;

m(O) = mω(O); m(O) = 100 0,405 = 40,5 gr.

Potasyum, manganez ve oksijen atomik maddelerinin miktarlarını belirleriz:

ν(K)= m(K)/ M(K) = 24,7/39= 0,63 mol

ν(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34,8/ 55 = 0,63 mol

ν(O)= m(O)/ M(O) = 40,5/16 = 2,5 mol

Maddelerin miktarlarının oranını buluyoruz:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63: 0,63: 2,5.

Eşitliğin sağ tarafını daha küçük bir sayıya (0,63) bölerek şunu elde ederiz:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1: 1: 4.

Bu nedenle bileşiğin en basit formülü KMnO4'tür.

6. 1,3 g maddenin yanması 4,4 g karbon monoksit (IV) ve 0,9 g su üretti. Moleküler formülü bulun Hidrojen yoğunluğu 39 ise madde.

Verilen: m(in-va) =1,3 g; m(C02)=4,4 g; m(H20) = 0,9 g; D H2 =39.

Bulmak: Bir maddenin formülü.

Çözüm: Aradığımız maddenin karbon, hidrojen ve oksijen içerdiğini varsayalım, çünkü yanması sırasında CO 2 ve H 2 O oluşmuştur.Daha sonra atomik karbon, hidrojen ve oksijen maddelerinin miktarlarını belirlemek için CO 2 ve H 2 O maddelerinin miktarlarını bulmak gerekir.

ν(C02) = m(C02)/ M(C02) = 4,4/44 = 0,1 mol;

ν(H 2 O) = m(H 2 O)/ M(H 2 O) = 0,9/18 = 0,05 mol.

Atomik karbon ve hidrojen maddelerinin miktarlarını belirliyoruz:

ν(C)= ν(C02); ν(C)=0,1 mol;

ν(H)= 2 ν(H20); ν(H) = 2 0,05 = 0,1 mol.

Bu nedenle karbon ve hidrojenin kütleleri eşit olacaktır:

m(C) = ν(C) M(C) = 0,1 12 = 1,2 g;

m(N) = ν(N) M(N) = 0,1 1 =0,1 g.

Maddenin niteliksel bileşimini belirliyoruz:

m(in-va) = m(C) + m(H) = 1,2 + 0,1 = 1,3 g.

Sonuç olarak madde yalnızca karbon ve hidrojenden oluşur (problem açıklamasına bakın). Şimdi verilen duruma göre molekül ağırlığını belirleyelim. görevler Bir maddenin hidrojen yoğunluğu.

M(v-va) = 2 D H2 = 2 39 = 78 g/mol.

ν(С) : ν(Н) = 0,1: 0,1

Eşitliğin sağ tarafını 0,1 sayısına bölerek şunu elde ederiz:

ν(С) : ν(Н) = 1: 1

Karbon (veya hidrojen) atomlarının sayısını “x” olarak alalım, ardından “x”i karbon ve hidrojenin atom kütleleriyle çarparak ve bu toplamı maddenin moleküler kütlesine eşitleyerek denklemi çözeriz:

12x + x = 78. Dolayısıyla x = 6. Dolayısıyla maddenin formülü C 6 H 6 – benzendir.

Gazların molar hacmi. İdeal gazların kanunları. Hacim fraksiyonu.

Bir gazın molar hacmi, gazın hacminin bu gazın madde miktarına oranına eşittir;

V m = V(X)/ ν(x),

burada Vm gazın molar hacmidir - belirli koşullar altında herhangi bir gaz için sabit bir değer; V(X) – X gazının hacmi; ν(x), X gaz maddesinin miktarıdır. Normal koşullar altında gazların molar hacmi (normal basınç pH = 101,325 Pa ≈ 101,3 kPa ve sıcaklık Tn = 273,15 K ≈ 273 K) V m = 22,4 l /mol'dür.

Gazları içeren hesaplamalarda genellikle bu koşullardan normal koşullara veya tam tersi duruma geçmek gerekir. Bu durumda Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac'ın birleşik gaz yasasından aşağıdaki formülü kullanmak uygundur:

──── = ─── (3)

p basınçtır; V – hacim; T - Kelvin ölçeğinde sıcaklık; “n” indeksi normal koşulları gösterir.

Gaz karışımlarının bileşimi genellikle hacim kesri kullanılarak ifade edilir - belirli bir bileşenin hacminin sistemin toplam hacmine oranı, yani.

burada φ(X), X bileşeninin hacim kesridir; V(X) – X bileşeninin hacmi; V sistemin hacmidir. Hacim kesri boyutsuz bir miktardır; birimin kesirleri veya yüzde olarak ifade edilir.

7. Hangisi hacim 20 o C sıcaklıkta ve 250 kPa basınçta 51 g ağırlığında amonyak alacak mı?

Verilen: m(NH3)=51 g; p=250 kPa; t=20°C.

Bulmak: V(NH3) =?

Çözüm: amonyak maddesinin miktarını belirleyin:

ν(NH3) = m(NH3)/ M(NH3) = 51/17 = 3 mol.

Normal koşullar altında amonyak hacmi:

V(NH3) = V m ν(NH3) = 22,4 3 = 67,2 l.

Formül (3)'ü kullanarak amonyak hacmini şu koşullara indirgeyebiliriz [sıcaklık T = (273 +20) K = 293 K]:

p n TV n (NH 3) 101,3 293 67,2

V(NH3) =──────── = ───────── = 29,2 l.

8. Tanımla hacim normal koşullar altında 1,4 g ağırlığında hidrojen ve 5,6 g ağırlığında nitrojen içeren bir gaz karışımı tarafından doldurulacaktır.

Verilen: m(N2)=5,6 g; m(H2)=1,4; Kuyu.

Bulmak: V(karışımlar)=?

Çözüm: Hidrojen ve nitrojen maddelerinin miktarlarını bulun:

ν(N 2) = m(N 2)/ M(N 2) = 5,6/28 = 0,2 mol

ν(H 2) = m(H 2)/ M(H 2) = 1,4/ 2 = 0,7 mol

Normal koşullar altında bu gazlar birbirleriyle etkileşime girmediğinden, gaz karışımının hacmi, gazların hacimlerinin toplamına eşit olacaktır;

V(karışımlar)=V(N 2) + V(H 2)=V m ν(N 2) + V m ν(H 2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 l.

Kimyasal denklemleri kullanarak hesaplamalar

Kimyasal denklemler (stokiyometrik hesaplamalar) kullanılarak yapılan hesaplamalar, maddelerin kütlesinin korunumu yasasına dayanmaktadır. Bununla birlikte, gerçek kimyasal işlemlerde, eksik reaksiyon ve çeşitli madde kayıpları nedeniyle, ortaya çıkan ürünlerin kütlesi, genellikle maddelerin kütlesinin korunumu yasasına göre oluşması gerekenden daha azdır. Reaksiyon ürününün verimi (veya verimin kütle fraksiyonu), gerçekte elde edilen ürünün kütlesinin, teorik hesaplamaya uygun olarak oluşturulması gereken kütlesine yüzde olarak ifade edilen oranıdır;

η = /m(X) (4)

Burada η ürün verimidir, %; m p(X), gerçek işlemde elde edilen X ürününün kütlesidir; m(X) – X maddesinin hesaplanan kütlesi.

Ürün veriminin belirtilmediği görevlerde bunun niceliksel (teorik) olduğu varsayılır; η=%100.

9. Ne kadar fosforun yakılması gerekiyor? Almak için 7,1 g ağırlığında fosfor (V) oksit?

Verilen: m(P 2 Ö 5) = 7,1 g.

Bulmak: m(P) =?

Çözüm: Fosforun yanma reaksiyonunun denklemini yazıyoruz ve stokiyometrik katsayıları düzenliyoruz.

4P+ 5O2 = 2P2Ö5

Reaksiyona neden olan P 2 O 5 maddesinin miktarını belirleyin.

ν(P 2 Ö 5) = m(P 2 Ö 5)/ M(P 2 Ö 5) = 7,1/142 = 0,05 mol.

Reaksiyon denkleminden ν(P 2 O 5) = 2 ν(P) sonucu çıkar, dolayısıyla reaksiyonda gerekli olan fosfor miktarı şuna eşittir:

ν(P 2 Ö 5)= 2 ν(P) = 2 0,05= 0,1 mol.

Buradan fosfor kütlesini buluyoruz:

m(P) = ν(P) M(P) = 0,1 31 = 3,1 g.

10. 6 g ağırlığındaki magnezyum ve 6,5 g ağırlığındaki çinko, fazla hidroklorik asit içerisinde çözüldü. Hangi hacim Standart koşullar altında ölçülen hidrojen, öne çıkacak nerede?

Verilen: m(Mg)=6 gr; m(Zn)=6,5 gr; Kuyu.

Bulmak: V(H2) =?

Çözüm: Magnezyum ve çinkonun hidroklorik asit ile etkileşimi için reaksiyon denklemlerini yazıyoruz ve stokiyometrik katsayıları düzenliyoruz.

Zn + 2 HC1 = ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HC1 = MgCl 2 + H 2

Hidroklorik asitle reaksiyona giren magnezyum ve çinko maddelerinin miktarlarını belirliyoruz.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg) = 6/24 = 0,25 mol

ν(Zn) = m(Zn)/ M(Zn) = 6,5/65 = 0,1 mol.

Reaksiyon denklemlerinden metal ve hidrojen maddelerinin miktarlarının eşit olduğu anlaşılmaktadır; ν(Mg) = ν(H2); ν(Zn) = ν(H 2), iki reaksiyondan kaynaklanan hidrojen miktarını belirleriz:

ν(H2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1 = 0,35 mol.

Reaksiyon sonucunda açığa çıkan hidrojenin hacmini hesaplıyoruz:

V(H2) = V m ν(H2) = 22,4 0,35 = 7,84 l.

11. Fazla miktarda bakır (II) sülfat çözeltisinden 2,8 litre hacimde hidrojen sülfür (normal koşullar) geçirildiğinde, 11,4 g ağırlığında bir çökelti oluştu. Çıkışı belirleyin reaksiyon ürünü.

Verilen: V(H2S)=2,81; m(tortu)= 11,4 g; Kuyu.

Bulmak: η =?

Çözüm: Hidrojen sülfit ile bakır (II) sülfat arasındaki reaksiyonun denklemini yazıyoruz.

H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓+ H 2 SO 4

Reaksiyona dahil olan hidrojen sülfit miktarını belirliyoruz.

ν(H2S) = V(H2S) / Vm = 2,8/22,4 = 0,125 mol.

Reaksiyon denkleminden ν(H 2 S) = ν(СuS) = 0,125 mol sonucu çıkar. Bu, CuS'nin teorik kütlesini bulabileceğimiz anlamına gelir.

m(СuS) = ν(СuS) М(СuS) = 0,125 96 = 12 g.

Şimdi ürün verimini formül (4) kullanarak belirliyoruz:

η = /m(X)= 11,4 100/ 12 = %95.

12. Hangisi ağırlık amonyum klorür, 7,3 g ağırlığındaki hidrojen klorürün 5,1 g ağırlığındaki amonyakla etkileşimi sonucu oluşur? Hangi gaz fazla kalacak? Fazlalığın kütlesini belirleyin.

Verilen: m(HCl)=7,3 g; m(NH3)=5,1 g.

Bulmak: m(NH4Cl) =? m(fazla) =?

Çözüm: Reaksiyon denklemini yazın.

HCl + NH3 = NH4Cl

Bu görev “fazlalık” ve “eksiklik” ile ilgilidir. Hidrojen klorür ve amonyak miktarlarını hesaplayıp hangi gazın fazla olduğunu belirliyoruz.

ν(HCl) = m(HCl)/ M(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 mol;

ν(NH3) = m(NH3)/ M(NH3) = 5,1/ 17 = 0,3 mol.

Amonyak fazla olduğu için eksikliğe göre hesaplama yapıyoruz. Hidrojen klorür için. Reaksiyon denkleminden ν(HCl) = ν(NH4Cl) = 0,2 mol sonucu çıkar. Amonyum klorürün kütlesini belirleyin.

m(NH4Cl) = ν(NH4Cl) М(NH4Cl) = 0,2 53,5 = 10,7 g.

Amonyağın fazla olduğunu tespit ettik (madde miktarı açısından fazlalık 0,1 mol). Fazla amonyağın kütlesini hesaplayalım.

m(NH3) = ν(NH3) M(NH3) = 0,1 17 = 1,7 g.

13. 20 g ağırlığındaki teknik kalsiyum karbür, fazla su ile işlenerek asetilen elde edildi ve bu, fazla bromlu sudan geçirildiğinde 86,5 g ağırlığında 1,1,2,2-tetrabromoetan oluşturdu. kütle kesri Teknik karbürde CaC 2.

Verilen: m = 20 gr; m(C2H2Br4) = 86,5 g.

Bulmak: ω(CaC 2) =?

Çözüm: Kalsiyum karbürün su ile ve asetilenin bromlu su ile etkileşimi için denklemleri yazıyoruz ve stokiyometrik katsayıları düzenliyoruz.

CaC2 +2 H20 = Ca(OH)2 + C2H2

C 2 H 2 +2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4

Tetrabromoetan miktarını bulun.

ν(C 2 H 2 Br 4) = m(C 2 H 2 Br 4)/ M(C 2 H 2 Br 4) = 86,5/ 346 = 0,25 mol.

Reaksiyon denklemlerinden ν(C 2 H 2 Br 4) = ν(C 2 H 2) = ν(CaC 2) = 0,25 mol sonucu çıkar. Buradan saf kalsiyum karbürün kütlesini (safsızlıklar olmadan) bulabiliriz.

m(CaC2) = ν(CaC2) M(CaC2) = 0,25 64 = 16 g.

Teknik karbürde CaC2'nin kütle fraksiyonunu belirleriz.

ω(CaC2) =m(CaC2)/m = 16/20 = 0,8 = %80.

Çözümler. Çözüm bileşeninin kütle oranı

14. 1,8 g ağırlığındaki kükürt, 170 ml hacimli benzen içinde çözüldü, benzenin yoğunluğu 0,88 g/ml'dir. Tanımlamak kütle kesriçözeltideki kükürt.

Verilen: V(C6H6) = 170 ml; m(S) = 1,8 g; ρ(C6C6) = 0,88 g/ml.

Bulmak: ω(S) =?

Çözüm: Bir çözeltideki kükürtün kütle fraksiyonunu bulmak için çözeltinin kütlesini hesaplamak gerekir. Benzenin kütlesini belirleyin.

m(C 6 C 6) = ρ(C 6 C 6) V(C 6 H 6) = 0,88 170 = 149,6 g.

Çözümün toplam kütlesini bulun.

m(çözelti) = m(C6C6) + m(S) = 149,6 + 1,8 = 151,4 g.

Kükürtün kütle fraksiyonunu hesaplayalım.

ω(S) =m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = %1,19.

15. 3,5 g ağırlığındaki demir sülfat FeS04 7H20, 40 g ağırlığındaki suda çözüldü. demir (II) sülfatın kütle oranı ortaya çıkan çözümde.

Verilen: m(H20)=40 g; m(FeS047H20) = 3,5 g.

Bulmak: ω(FeS04) =?

Çözüm: FeSO 4 7H 2 O'da bulunan FeSO 4 kütlesini bulun. Bunu yapmak için FeSO 4 7H 2 O maddesinin miktarını hesaplayın.

ν(FeSO 4 7H 2 O)=m(FeSO 4 7H 2 O)/M(FeSO 4 7H 2 O)=3,5/278=0,0125 mol

Demir sülfat formülünden ν(FeS04) = ν(FeS04 7H20) = 0,0125 mol sonucu çıkar. FeSO 4'ün kütlesini hesaplayalım:

m(FeS04) = ν(FeS04) M(FeS04) = 0,0125 152 = 1,91 g.

Çözeltinin kütlesinin demir sülfat kütlesinden (3,5 g) ve su kütlesinden (40 g) oluştuğunu göz önüne alarak çözeltideki demir sülfatın kütle fraksiyonunu hesaplıyoruz.

ω(FeS04) =m(FeS04)/m=1,91 /43,5 = 0,044 =%4,4.

Bağımsız olarak çözülmesi gereken sorunlar

1. Heksan içindeki 50 g metil iyodür metalik sodyuma maruz bırakıldı ve normal koşullar altında ölçüldüğünde 1,12 litre gaz açığa çıktı. Çözeltideki metil iyodürün kütle fraksiyonunu belirleyin. Cevap: 28,4%.
2. Bir miktar alkol, bir monokarboksilik asit oluşturmak üzere oksitlendi. Bu asitin 13,2 g'ı yakıldığında, tamamen nötrleştirilmesi% 28'lik bir kütle oranına sahip 192 ml KOH çözeltisi gerektiren karbondioksit elde edildi. KOH çözeltisinin yoğunluğu 1,25 g/ml'dir. Alkolün formülünü belirleyin. Cevap: bütanol.
3. 9,52 g bakırın, yoğunluğu 1,45 g/ml olan 50 ml %81'lik nitrik asit çözeltisi ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilen gaz, yoğunluğu 1,22 g/ml olan 150 ml %20'lik NaOH çözeltisinden geçirildi. Çözünmüş maddelerin kütle fraksiyonlarını belirleyin. Cevap: %12,5 ​​NaOH; %6,48 NaN03; %5,26 NaNO2.
4. 10 g nitrogliserinin patlaması sırasında açığa çıkan gazların hacmini belirleyin. Cevap: 7,15 l.
5. 4,3 g ağırlığındaki bir organik madde numunesi oksijende yakıldı. Reaksiyon ürünleri, 6,72 l hacimli (normal koşullar) karbon monoksit (IV) ve 6,3 g kütleli sudur Başlangıç ​​maddesinin hidrojene göre buhar yoğunluğu 43'tür. Maddenin formülünü belirleyin. Cevap: C 6 H 14.

Kimya veya A5'teki OGE'deki 5 numaralı görevi ele almaya devam edelim. Bu soru kimyadaki maddelerin sınıflandırılmasına ayrılmıştır, inorganik maddelerin ana sınıflarını ve isimlendirmesini inceler. Soru oldukça kapsamlı, bu yüzden daha iyi anlamanıza yardımcı olacak diyagramları derledim.

Kimyada 5 numaralı OGE görevi için teori

Dolayısıyla, önceki A3 sorusunda da tartıştığımız gibi, maddeler basit ve karmaşık olabilir. Basit olanlar bir elementin atomlarından oluşur; karmaşık olanlar ise farklı elementlerin atomlarından oluşur. Basit maddeler ise metallere ve metal olmayanlara ayrılır. Karmaşık maddelerin daha fazla sınıfı vardır - oksitler, asitler, bazlar, alkaliler.

Oksitlerin sınıflandırılmasını ele alalım. Oksitler oksijenin diğer elementlerle oluşturduğu bileşiklerdir. Oksijenin hangi elementle bileşik oluşturduğuna bağlı olarak oksitler bazik, asidik ve amfoterik olarak ayrılır.

• Bazik oksitler +1 ve +2 oksidasyon durumlarında (K2O, MgO) metaller oluşturur
• Asidik oksitler ağırlıklı olarak metal olmayanlardan (SO3, N2O5) oluşur
• Zn ve Al metalleri amfoterik oksitleri (ZnO, Al2O3) oluşturur

Tüm kuralların istisnaları vardır, ancak bunlar hakkında daha fazla bilgi başka zaman. Ayrıca bu istisnalar OGE ve Birleşik Devlet Sınavında görünmüyor.

Hidroksitlerin sınıflandırılması

Hidroksitler, oksitlerin su ile kombinasyonunun ürünleridir. Ne tür bir oksit olduğuna bağlı olarak hidroksitler bazlara, asitlere ve amfoterik bazlara ayrılır. Bazik oksitler bazlar oluşturur, asidik olanlar sırasıyla asitler, amfoterik oksitler amfoterik bazlar oluşturur - hem asitlerin hem de bazların özelliklerini sergileyen maddeler. Buna karşılık, bazlar çözünür - alkaliler ve çözünmezler olarak ikiye ayrılır.

Asitlerin farklı sınıflandırmaları vardır. Oksijen içeren ve oksijen içermeyen asitler vardır. Birincisi ile ikincisi arasındaki fark, birincisinin molekülünde oksijen içermesi, ikincisinin ise yalnızca element ve hidrojenden (örneğin HCl) oluşmasıdır. Oksijensiz asitler doğrudan element (Cl2) ve hidrojenin (H2) etkileşimi ile oluşurken, oksijen içeren asitler oksitlerin su ile etkileşimi sonucu oluşur.

Bazikliğe göre sınıflandırma, bir asit molekülünün tam ayrışma sonrasında bağışladığı protonların sayısını ifade eder. Monobazik asitler bir proton, dibazik asitler - iki vb. oluşturacak şekilde ayrışır.

Ayrışma derecesine göre sınıflandırma, ayrışmanın ne kadar kolay gerçekleştiğini gösterir (bir asit molekülünden bir protonun çıkarılması). Buna bağlı olarak güçlü ve zayıf asitler ayırt edilir.

Tuzlar orta, asidik ve bazik olarak ayrılır. Asidik tuzlar bir proton içerirken, bazik tuzlar bir hidroksi grubu içerir. Asidik tuzlar, fazla asidin bir bazla etkileşiminin ürünüdür; bazik tuzlar ise tam tersine, fazla bazın bir asitle etkileşiminin ürünüdür.

İşlenen konuyu özetleyelim.

• Oksitler – oluşan karmaşık maddeler iki kimyasal elementlerden biri oksijen .
• Zemin – metal iyonlar Ve hidroksit iyonları .
• Asitler – Bunlar aşağıdakilerden oluşan karmaşık maddelerdir: hidrojen iyonları Ve asit kalıntıları .
• Tuzlar – Bunlar aşağıdakilerden oluşan karmaşık maddelerdir: metal iyonlar Ve asit kalıntıları .

Kimyada 5 numaralı OGE görevi için tipik seçeneklerin analizi

Görevin ilk versiyonu

Sodyum hidroksitin formülü

1. NaOH
2. NaHCO3
3. Na2C03

Her durumu ele alalım. NaH, sodyum metalinin hidrojenle oluşturduğu bir bileşiktir - bu tür bileşiklere denir hidritler , Ama değil hidroksitler. NaOH, bir metal katyonu - sodyum ve bir hidrokso grubundan oluşur. Bu, sınıflandırmaya göre sodyum hidroksittir. NaHC03 - asit tuzu - sodyum bikarbonat. Bir karbonik asit kalıntısı ve bir sodyum katyonundan oluşur. Na2C03 - orta tuz - sodyum karbonat.