ВІДНОСНА МОЛЕКУЛЯРНА МАСА. МАСОВА ЧАСТКА ЕЛЕМЕНТА В СКЛАДНІЙ РЕЧОВИНІ

Тема 1 ПОЧАТКОВІ ХІМІЧНІ ПОНЯТТЯ

& 16. ВІДНОСНА МОЛЕКУЛЯРНА МАСА. МАСОВА ЧАСТКА ЕЛЕМЕНТА В СКЛАДНІЙ РЕЧОВИНІ

Вивчення параграфа допоможе вам:

· обчислювати відносну молекулярну масу речовини за її формулою;

· обчислювати масову частку елемента в складній речовині;

· обчислювати відносну молекулярну масу сполуки за відомими масовими частками елементів

Молекули, як і атоми, мають дуже малу масу. Тому для зручності обчислень користуються не масою молекул, вираженою в грамах, а відносною молекулярною масою.

ЩО

РОЗУМІЮТЪ ПІД ВІДНОСНОЮ МОЛЕКУЛЯРНОЮ МАСОЮ? Відносну молекулярну масу також визначають на основі порівняння маси молекули з масою 1 /12 частини атома Карбону, ядро якого містить шість протонів і шість нейтронів, тобто з атомною одиницею маси.

Відносна молекулярна маса речовини показує, у скільки разів маса молекули більша за атомну одиницю маси. Як і відносна атомна маса, відносна молекулярна маса є величиною безрозмірнісною. На письмі її позначають Мr.

ОБЧИСЛЕННЯ ВІДНОСНОЇ МОЛЕКУЛЯРНОЇ МАСИ. Розглянемо де на прикладі вуглекислого газу. Щоб обчислити його відносну молекулярну масу, треба

знайти суму відносних атомних мас усіх атомів, що утворюють молекулу. Таких атомів три – один атом Карбону і два атоми Оксигену:

Мr(CО2) = Аr (С) + Ar (О) + Аr (О) = 12 + 16 + 16 = 44

Обчислюючи відносну молекулярну масу, немає потреби записувати відносні атомні маси одного елемента стільки разів, скільки позначено ного атомів індексом у формулі. Достатньо помножити індекс на відносну атомну масу хімічного елемента. Розглянемо це на прикладі бор оксиду В3О3:

Мr(В2O3) = 2 ∙ Ar(В) + 3 ∙ Ar(О) = 2 ∙ 11 + 3 ∙ 16 = 70

Відносну молекулярну масу обчислюють за хімічною формулою для всіх речовин незалежно від того, з яких структурних частинок вони складаються. Тому ми будемо користуватися цим поняттям для речовин різної будови, а не лише молекулярної. Наприклад, у кальцій карбонату молекул немає, але відносну молекулярну масу цієї речовини обчислюють за її формулою так само, як і вуглекислого газу, чи бор оксиду:

Mr(СаСO3) = Ar (Са) + Аr(С) + 3 ∙ Аr (О) = 40 + 12 + 3 ∙ 16 = 100

Розглянуті в параграфі приклади доводять, що дня обчислення відносної молекулярної маси речовини незалежно від того, з яких частинок вона складається, необхідно:

– знати хімічну формулу речовини;

– дізнатись відносні атомні маси елементів;

– знайти суму відносних атомних мас всіх атомів, що є у складі формули сполуки.

Відносну молекулярну масу речовини визначають за її хімічною формулою як суму відносних атомних мас елементів, що входять до хімічної формули речовини, з урахуванням їхньої кількості, позначеної індексами.

Щоб дізнатись про відносну молекулярну масу речовин, зручно користуватися періодичною системою хімічних елементів як довідковою. Необхідно зазначені в ній відносні атомні маси хімічних елементів заокруглювати до цілого числа згідно з математичними правилами заокруглення, і лише для Хлору традиційно використовувати числове значення 36,5.

Узагальнюючи вивчене, робимо висновок, що для обчислення відносної молекулярної маси речовин необхідно знати хімічну формулу речовини, відносні атомні маси хімічних елементів, уміти правильно виконувати математичні дії.

ОБЧИСЛЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТІШ ЕЛЕМЕНТА У СПОЛУЦІ. При гадайте 3 математики, що називають діленим, дільником, часткою.

Це знадобиться вам для обчислення масової частки елемента у сполуці.

Масову частку елемента у сполуці позначають W (вимовляють дубль-ве) і виражають десятковим дробом або у відсотках. Для вас цілком очевидно, що сума масових часток усіх елементів у сполуці дорівнює 1% або 100%.

Масову частку елемента у сполуці визначають за допомогою математичної дії ділення. Діленим є маса елемента у сполуці m(E) дільником – маса сполуки m(спол.):

W = , (1)

Масова частка елемента у сполуці – це відношення маси елемента до маси речовини.

Оскільки маси атомів пропорційні їх відносним атомним масам, масову частку елемента у сполуці зручно обчислювати за хімічною формулою речовини. Тоді діленим буде сума відносних атомних мас атомів елемента у формулі, а дільником – відносна молекулярна маса речовини:

W = , (2)

Де W – масова частка елемента;

Аr – відносна атомна маса елемента;

N кількість атомів елемента у формулі (позначена індексом);

Мr – відноcна молекулярна маса речовини.

Якщо речовина складається не з молекул, а з інших структурних частинок, обчислення однаково здійснюють за цією формулою. Замість назви “відносна молекулярна маса” може бути використана назва “відносна формульна маса”.

Коли відома масова частка елемента, то можна обчислювати відносну молекулярну масу сполуки (3) та відносну атомну масу хімічного елемента в ній (4):

Мr = (3)

Ar = (4)

Приклад 1. Обчисліть масові частки елементів у сполуці Феруму з Оксигеном Fе2O3.

Розв’язання

1) Мr(Fе2O3) = 2Аr(Fе) + 3 ∙ Аr(О) = 2 ∙ 56 + 3 ∙ 16 = 160

2) W(Fe) = = 0,7 (або 70%)

3) W(О) = 100 % – 70 % = 30 % або W(O) = = 0,3 або 30%

Відповідь: масова частка Феруму у цій сполуці становить 70 %, а Оксигену – 30 %.

Пропорційність відношення маси елемента до загальної маси речовини, обчислена за розглянутою формулою (1), зберігається у будь-якій її порції. Тому, знаючи масову частку елемента, можна визначити його масу в будь-якій масі речовини. Ці знання мають практичне значення у хімічному виробництві. Так, знаючи масову частку Феруму у сполуці Fe2О3 (а ця сполука є складовою однієї із залізних руд), легко визначити, яку масу заліза можна одержати з будь-якої порції руди.

Приклад 2. Обчисліть масу заліза, яку можна добути зі сполуки Феруму з Оксигеном Fe2O3 масою 480 кг.

W = , звідси

M(Е) = m(cпол.)

Розв’язання

Скористаємося обчисленою у попередньому прикладі за формулою Ре2О3 масовою часткою Феруму: 0,7. Обчислимо масу цього елемента у сполуці масою 480 кг:

M (Fe) = 0,7 ∙ 480 = 336 (кг)

Відповідь: з 480 кг Fe2O3 можна добути 336 кг заліза.

Скарбничка ерудита

Якщо відомі масові частки елементів у сполуці, то це дозволяє встановлювати хімічну формулу речовини.

Приклад 3. Встановіть формулу сполуки Сульфуру з Окcигеном, якщо масова частка Сульфуру в ній 0,4, масова частка Оксигену 0,6, а сума індексів дорівнює 4.

Розв’язання

Кількість атомів Сульфуру ми позначили через х, а Оксигену – через у, Для розв’язання цієї задачі варто скористатись такою залежністю: кількість атомів хімічного елемента у речовині прямо пропорційна масовій частці елемента й обернено пропорційна його відносній атомній масі. Тоді:

X : y = : = : ;

Х : у = 1,25 : 3,76.

Ви знаєте, що до складу речовин входять цілі атоми, тому одержані числа 1,25 і 3,75 не можуть бути індексами. Знайдені числа означають не кількість атомів Сульфуру та Оксигену в молекулі, а виражають кількісне відношення між ними. Для одержання відповіді його треба виразити як відношення невеликих цілих чисел. Тому ділимо числа у знайденому відношенні на менше із чисел й одержуємо цілі числа, що є індексами.

X : y = : = 1 : 3.

Записуємо формулу із знайденими індексами: SO3 В ній сума індексів дорівнює 4.

Відповідь: формула сполуки – SO3.

?

1. Що називають відносною молекулярною масою?

2. Чому дорівнює відносна молекулярна маса сполуки?

3. Сформулюйте правила обчислення відносної молекулярної маси речовини.

4. Обчисліть відносну молекулярну масу сполуки за формулою НСlO4.

5. Встановіть відповідність між хімічними формулами речовин і їх відносними молекулярними масами:

1 H2O	А 34
2 O2	Б 32
З Н2	В 18
4 Н2O2	Г16
Д 2

6. Обчисліть масову частку Нітрогену у сполуках, формули яких: NO, HNO3, NO2, NH3.

7. Розташуйте хімічні формули речовин за збільшенням відносної молекулярної маси:

A O2

Б Вr2

B H2S

Г Р2O5

8. Розташуйте формули сполук за збільшенням їх відносної молекулярної маси:

А РbО2,

Б SO2,

В СO2,

Г SiO2,

Не вдаючись до математичних обчислень.

9. Складіть формулу сполуки, молекула якої містить два атоми Гідрогену, один атом Силіцію та три атоми Оксигену, і здійсніть за нею розрахунки, що розглядалися у цьому параграфі.