ترسیم معادلات واکنش های شیمیایی. نحوه قرار دادن ضرایب در معادلات شیمیایی

کلاس: 8

ارائه درس

عقب به جلو

توجه! پیش نمایش اسلایدها فقط برای اهداف اطلاعاتی است و ممکن است همه گزینه های ارائه را نشان ندهند. اگر به این کار علاقه دارید، لطفا نسخه کامل را دانلود کنید.

هدف از درس:به دانش آموزان کمک کنید تا با استفاده از فرمول های شیمیایی در مورد معادله شیمیایی به عنوان ثبت شرطی یک واکنش شیمیایی اطلاعاتی را شکل دهند.

وظایف:

آموزشی:

• منظم کردن مطالب قبلاً مطالعه شده؛
• آموزش توانایی ترکیب کردن معادلات واکنش های شیمیایی.

آموزشی:

• برای توسعه مهارت های ارتباطی (کار به صورت جفت، توانایی گوش دادن و شنیدن).

در حال توسعه:

• توسعه مهارت های آموزشی و سازمانی با هدف تکمیل وظایف محول شده؛
• توسعه مهارت های تفکر تحلیلی

نوع درس:ترکیب شده.

تجهیزات:کامپیوتر، پروژکتور چند رسانه ای، صفحه نمایش، برگه امتیاز، نقشه بازتاب، "مجموعه علائم شیمیایی"، دفترچه یادداشت با پایه چاپی، معرف ها: هیدروکسید سدیم، کلرید آهن (III)، چراغ روح، نگهدارنده، کبریت، کاغذ واتمن، علائم شیمیایی رنگارنگ .

ارائه درس (پیوست 3)

ساختار درس

І. زمان سازماندهی
II. به روز رسانی دانش و مهارت.
ІІІ. انگیزه و هدف گذاری.
IV. یادگیری مطالب جدید:
4.1 واکنش احتراق آلومینیوم در اکسیژن.
4.2 واکنش تجزیه هیدروکسید آهن (III).
4.3 الگوریتم برای قرار دادن ضرایب.
4.4 دقیقه آرامش؛
4.5 قرار دادن شانس.
V. تحکیم دانش به دست آمده.
VІ. جمع بندی درس و تعیین نمره.
VІІ. مشق شب.
هشتم. سخنان پایانی استاد.

در طول کلاس ها

ماهیت شیمیایی یک ذره پیچیده
تعیین شده توسط ماهیت ابتدایی
قطعات جزء،
تعداد آنها و
ساختار شیمیایی.
D.I. مندلیف

معلم.سلام بچه ها. بشین
لطفا توجه داشته باشید: شما یک دفترچه یادداشت با پایه چاپ شده روی میز خود دارید. (پیوست 2)که امروز در آن کار خواهید کرد و یک برگه ارزیابی که در آن دستاوردهای خود را ثبت خواهید کرد، آن را امضا کنید.

به روز رسانی دانش و مهارت.

معلم.با پدیده های فیزیکی و شیمیایی، واکنش های شیمیایی و نشانه های سیر آنها آشنا شدیم. قانون بقای جرم مواد را مطالعه کرد.
بیایید دانش خود را آزمایش کنیم. پیشنهاد می کنم دفترچه هایی را با پایه چاپی باز کنید و کار 1 را کامل کنید. 5 دقیقه به شما فرصت داده می شود تا کار را انجام دهید.

تست با موضوع ” پدیده های فیزیکی و شیمیایی. قانون بقای جرم مواد ".

1. واکنش های شیمیایی چه تفاوتی با پدیده های فیزیکی دارند؟

1. تغییر در شکل، حالت تجمع ماده.
2. تشکیل مواد جدید.
3. تغییر مکان.

2. علائم واکنش شیمیایی چیست؟

1. تشکیل رسوب، تغییر رنگ، تکامل گاز.

مغناطیس، تبخیر، ارتعاش.

رشد و توسعه، حرکت، تولید مثل.

3. معادلات واکنش های شیمیایی بر اساس چه قانونی است؟

1. قانون ثبات ترکیب ماده.
2. قانون بقای جرم ماده.
3. قانون دوره ای
4. قانون دینامیک.
5. قانون جاذبه جهانی.

4. قانون بقای جرم ماده کشف شد:

1. DI. مندلیف
2. چارلز داروین.
3. M.V. لومونوسوف
4. آی. نیوتن.
5. A.I. باتلروف.

5. معادله شیمیایی نامیده می شود:

1. علامت گذاری شرطی یک واکنش شیمیایی.

ثبت مشروط از ترکیب یک ماده.

نوشتن شرایط یک مشکل شیمیایی.

معلم.شما کار را به پایان رساندید. من پیشنهاد می کنم شما آن را چک کنید. نوت بوک ها را عوض کنید و بررسی کنید. توجه به صفحه نمایش. برای هر پاسخ صحیح - 1 امتیاز. تعداد کل امتیازات را در برگه امتیاز وارد کنید.

انگیزه و هدف گذاری.

معلم.با استفاده از این دانش، امروز معادلات واکنش های شیمیایی را می سازیم و این مسئله را آشکار می کنیم که "آیا قانون بقای جرم مواد مبنای ترسیم معادلات واکنش های شیمیایی است؟"

یادگیری مطالب جدید.

معلم.ما عادت داریم فکر کنیم که معادله یک مثال ریاضی است که مجهول وجود دارد و این مجهول باید محاسبه شود. اما در معادلات شیمیایی، معمولاً هیچ چیز ناشناخته‌ای اتفاق نمی‌افتد: آنها به سادگی همه چیز را با فرمول‌هایی یادداشت می‌کنند: چه موادی وارد واکنش می‌شوند و چه چیزهایی در جریان این واکنش به دست می‌آیند. بیایید تجربه را ببینیم.

(واکنش ترکیبی از گوگرد و آهن.) پیوست 3

معلم.از نقطه نظر جرم مواد، معادله واکنش برای ترکیب آهن و گوگرد به صورت زیر درک می شود.

آهن + گوگرد → سولفید آهن (II) (وظیفه 2 tpo)

اما در شیمی، کلمات با علائم شیمیایی منعکس می شوند. این معادله را با نمادهای شیمیایی بنویسید.

Fe + S → FeS

(یک دانش آموز روی تخته می نویسد و بقیه در آموزش فنی و حرفه ای.)

معلم.حالا بخون
دانش آموزان.یک مولکول آهن با یک مولکول گوگرد تعامل می کند و یک مولکول سولفید آهن (II) به دست می آید.
معلم.در این واکنش می بینیم که مقدار مواد اولیه با مقدار مواد موجود در محصول واکنش برابر است.
همیشه باید به خاطر داشت که هنگام ترسیم معادلات واکنش ها، نباید حتی یک اتم از بین برود یا به طور غیر منتظره ظاهر شود. بنابراین، گاهی اوقات، با نوشتن تمام فرمول ها در معادله واکنش، باید تعداد اتم ها را در هر قسمت از معادله برابر کنید - ضرایب را مرتب کنید. بیایید یک تجربه دیگر را ببینیم

(احتراق آلومینیوم در اکسیژن.) پیوست 4

معلم.بیایید معادله واکنش شیمیایی را بنویسیم (تکلیف 3 در TPO)

Al + O 2 → Al +3 O -2

برای یادداشت فرمول صحیح اکسید، این را به خاطر بسپارید

دانش آموزان.اکسیژن موجود در اکسیدها حالت اکسیداسیون 2- دارد، آلومینیوم یک عنصر شیمیایی با حالت اکسیداسیون ثابت +3 است. LCM = 6

Al + O 2 → Al 2 O 3

معلم.می بینیم که 1 اتم آلومینیوم وارد واکنش می شود، دو اتم آلومینیوم تشکیل می شود. دو اتم اکسیژن وارد می شود، سه اتم اکسیژن تشکیل می شود.
ساده و زیبا، اما بی احترامی در رابطه با قانون بقای جرم مواد - قبل و بعد از واکنش متفاوت است.
بنابراین، باید ضرایب را در این معادله واکنش شیمیایی مرتب کنیم. برای انجام این کار، LCM را برای اکسیژن پیدا می کنیم.

دانش آموزان. LCM = 6

معلم.در مقابل فرمول های اکسیژن و اکسید آلومینیوم ضرایب را طوری تنظیم می کنیم که تعداد اتم های اکسیژن سمت چپ و راست 6 باشد.

Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3

معلم.اکنون دریافتیم که در نتیجه واکنش چهار اتم آلومینیوم تشکیل می شود. بنابراین در مقابل اتم آلومینیوم سمت چپ، ضریب 4 را قرار می دهیم

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

بیایید دوباره همه اتم ها را قبل و بعد از واکنش بشماریم. برابر قرار می دهیم.

4Al + 3O 2 _ = 2 Al 2 O 3

معلم.بیایید به مثال دیگری نگاه کنیم

(معلم آزمایشی را در مورد تجزیه هیدروکسید آهن (III) نشان می دهد.)

Fe (OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O

معلم.بیایید ضرایب را مرتب کنیم. 1 اتم آهن وارد واکنش می شود، دو اتم آهن تشکیل می شود. بنابراین در مقابل فرمول هیدروکسید آهن (3) ضریب 2 قرار می دهیم.

Fe (OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O

معلم.دریافتیم که 6 اتم هیدروژن (2x3) وارد واکنش می شوند، 2 اتم هیدروژن تشکیل می شود.

دانش آموزان. LCM = 6. 6/2 = 3. بنابراین برای فرمول آب ضریب 3 را قرار می دهیم

2Fe (OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3 H 2 O

معلم.ما اکسیژن را می شماریم.

دانش آموزان.سمت چپ - 2x3 = 6; در سمت راست - 3 + 3 = 6

دانش آموزان.تعداد اتم‌های اکسیژنی که واکنش نشان می‌دهند برابر است با تعداد اتم‌های اکسیژن تشکیل‌شده در طول واکنش. می توانید برابر شرط بندی کنید.

2Fe (OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O

معلم.حال بیایید همه آنچه قبلا گفته شد را خلاصه کنیم و با الگوریتم ترتیب ضرایب در معادلات واکنش های شیمیایی آشنا شویم.

1. تعداد اتم های هر عنصر را در سمت راست و چپ معادله واکنش شیمیایی بشمارید.
2. تعیین کنید کدام عنصر در تعداد اتم ها تغییر می کند، LCM را پیدا کنید.
3. NPL را به شاخص ها تقسیم کنید - شانس را بدست آورید. آنها را در مقابل فرمول ها قرار دهید.
4. تعداد اتم ها را دوباره محاسبه کنید، در صورت لزوم عمل را تکرار کنید.
5. آخرین موردی که تعداد اتم های اکسیژن را بررسی می کند.

معلم.شما کار خوبی انجام دادید و احتمالاً خسته هستید. من از شما دعوت می کنم که آرام باشید، چشمان خود را ببندید و هر لحظه خوشایند را در زندگی خود به یاد آورید. آنها برای هر یک از شما متفاوت هستند. حالا چشمانتان را باز کنید و با آن ها حرکات دایره ای انجام دهید، ابتدا در جهت عقربه های ساعت، سپس در خلاف جهت عقربه های ساعت. اکنون چشمان خود را به شدت به صورت افقی حرکت دهید: راست - چپ و عمودی: بالا - پایین.
و اکنون فعالیت ذهنی را فعال کرده و لاله گوش را ماساژ می دهیم.

معلم.ما به کار خود ادامه می دهیم.
در نوت بوک هایی با پایه چاپی، ما کار 5 را تکمیل می کنیم. شما به صورت جفت کار خواهید کرد. شما باید ضرایب را در معادلات واکنش های شیمیایی مرتب کنید. 10 دقیقه به کار داده می شود.

• P + Cl 2 → PCl 5
• Na + S → Na 2 S
• HCl + Mg → MgCl 2 + H 2
• N 2 + H 2 → NH 3
• H 2 O → H 2 + O 2

معلم.بیایید اجرای کار را بررسی کنیم ( معلم می پرسد و پاسخ های صحیح را در اسلاید نشان می دهد)... برای هر ضریب به درستی تنظیم شده - 1 امتیاز.
شما کار را انجام داده اید. آفرین!

معلم.حالا بیایید به مشکل خود برگردیم.
بچه ها، به نظر شما قانون بقای جرم مواد مبنایی برای ترسیم معادلات واکنش های شیمیایی است؟

دانش آموزان.بله، در طول درس ثابت کردیم که قانون بقای جرم مواد مبنای ترسیم معادلات واکنش های شیمیایی است.

تثبیت دانش.

معلم.ما تمام سوالات اصلی را مطالعه کرده ایم. حالا بیایید یک تست کوچک انجام دهیم تا ببینیم چگونه به موضوع تسلط دارید. شما فقط باید به "بله" یا "خیر" پاسخ دهید. به شما 3 دقیقه فرصت داده می شود تا کار کنید.

ادعاها

1. ضرایب در واکنش Ca + Cl 2 → CaCl 2 مورد نیاز نیست.(آره)
2. در واکنش Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2، ضریب روی 2 است. (نه)
3. در واکنش Ca + O 2 → CaO ضریب اکسید کلسیم 2 است.(آره)
4. ضرایب در واکنش CH 4 → C + H 2 مورد نیاز نیست.(نه)
5. در واکنش CuO + H 2 → Cu + H 2 O، ضریب مس 2 است. (نه)
6. در واکنش C + O 2 → CO، ضریب 2 باید برای مونوکسید کربن (II) و کربن تنظیم شود. (آره)
7. ضرایب در واکنش CuCl 2 + Fe → Cu + FeCl 2 مورد نیاز نیست.(آره)

معلم.بیایید پیشرفت کار را بررسی کنیم. برای هر پاسخ صحیح - 1 امتیاز.

خلاصه درس.

معلم.کارت خوب بود. اکنون مجموع امتیازهای کسب شده برای درس را محاسبه کنید و با توجه به امتیازی که روی صفحه می بینید به خود امتیاز دهید. برگه های نمره را برای من ارسال کنید تا نمره خود را در مجله قرار دهم.

مشق شب.

معلم.درس ما به پایان رسید و طی آن توانستیم ثابت کنیم که قانون بقای جرم مواد مبنای ترسیم معادلات واکنش ها است و یاد گرفتیم که چگونه معادلات واکنش های شیمیایی را ترسیم کنیم. و به عنوان آخرین نکته، تکالیف خود را یادداشت کنید.

§ 27، پیشین 1 - برای کسانی که نمره "3" را دریافت کردند.
سابق. 2 - برای کسانی که نمره "4" گرفته اند.
سابق. 3 - برای کسانی که نمره گرفتند“5”

سخنان پایانی استاد.

معلم.من از شما برای درس تشکر می کنم. اما قبل از خروج از دفتر، به جدول توجه کنید (معلم به برگه ای از کاغذ واتمن با تصویر جدول و علائم شیمیایی چند رنگ اشاره می کند).علائم شیمیایی را در رنگ های مختلف می بینید. هر رنگ نماد خلق و خوی شماست .. پیشنهاد می کنم جدول عناصر شیمیایی خود را بسازید (با PSHE DI مندلیف متفاوت است) - جدول خلق و خوی درس. برای این کار باید به نت برگ بروید، با توجه به مشخصه ای که روی صفحه می بینید، یک عنصر شیمیایی را بردارید و به سلول جدول وصل کنید. من ابتدا این کار را انجام خواهم داد و به شما آرامش خود را از کار با شما نشان خواهم داد.

F من در درس احساس راحتی می کردم، پاسخ تمام سوالاتم را دریافت کردم.

F در درس نصف به هدف رسیدم.
F من در درس حوصله ام سر رفته بود، چیز جدیدی یاد نگرفتم.

1) برای مرتب کردن ضرایب در معادله یک واکنش شیمیایی به صورت آنلاین، معادله را وارد کرده و روی "Equalize" کلیک کنید.

2) نمادهای عناصر شیمیایی باید دقیقاً به شکلی که در جدول تناوبی ظاهر می شوند نوشته شوند. آن ها حرف اول در علامت هر عنصر شیمیایی باید با حروف بزرگ و حرف دوم کوچک باشد. به عنوان مثال، نماد عنصر شیمیایی منگنز باید به صورت Mn نوشته شود، اما در هر صورت به صورت mn و mN نوشته نشود.

3) گاهی اوقات شرایطی پیش می آید که فرمول معرف ها و فرآورده ها کاملاً صحیح نوشته شده باشد، اما ضرایب هنوز قرار نگرفته باشند. این می تواند زمانی رخ دهد که ضرایب موجود در معادله را بتوان به دو یا چند روش قرار داد. محتمل ترین بروز چنین مشکلی با واکنش های اکسیداسیون مواد آلی است که در آن اسکلت کربن پاره می شود. در این مورد، سعی کنید قطعات غیرقابل تغییر مولکول های آلی را با نماد دلخواه جایگزین کنید، به عنوان مثال، رادیکال فنیل C 6 H 5 را می توان با Ph یا X نشان داد. برای مثال، معادله زیر:

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 COOH + CO 2 + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O

متعادل نخواهد بود، زیرا قرار دادن شانس های مختلف امکان پذیر است. با این حال، با وارد کردن نام C 6 H 5 = Ph، قرار دادن ضرایب صحیح است:

5PhCH 2 CH 3 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 → 5PhCOOH + 5CO 2 + 6K 2 SO 4 + 12MnSO 4 + 28H 2 O

توجه داشته باشید

در معادله، استفاده از علامت مساوی (=) و فلش (→) برای جدا کردن فرمول های معرف از فرمول های محصول، و همچنین نوشتن تصادفی حروف جداگانه نمادهای عناصر شیمیایی نه به زبان لاتین، بلکه در سیریلیک مجاز است. اگر از نظر نوشتاری یکسان باشند، مانند نمادهای C، H، O، P.

الگوریتم ها را با دقت مطالعه کنید و آنها را در یک دفتر یادداشت کنید، مسائل پیشنهادی را خودتان حل کنید

I. با استفاده از الگوریتم، مسائل زیر را خودتان حل کنید:

1. مقدار ماده آلومینا تشکیل شده در نتیجه برهمکنش آلومینیوم با مقدار 0.27 مول از یک ماده با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید (4). Al +3 O 2 = 2 Al 2 O 3).

2. مقدار ماده اکسید سدیم تشکیل شده در نتیجه برهمکنش سدیم با مقدار 2.3 مول ماده با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید (4). Na + O 2 = 2 Na 2 O).

الگوریتم شماره 1

محاسبه مقدار یک ماده از مقدار مشخصی از یک ماده شرکت کننده در واکنش.

مثال.مقدار ماده اکسیژن آزاد شده در نتیجه تجزیه آب را با مقدار 6 مول محاسبه کنید.

	طراحی یک کار
1. بیان مسئله را یادداشت کنید	داده شده : ν (H 2 O) = 6 مول _____________ پیدا کردن : ν (О 2) =؟
	راه حل : M (О 2) = 32 گرم / مول
و ضرایب را قرار دهید	2H 2 O = 2H 2 + O 2
, و تحت فرمول -
5. برای محاسبه مقدار مورد نیاز یک ماده، نسبت را تشکیل دهد
6. پاسخ را یادداشت کنید	پاسخ: ν (О 2) = 3 مول

II. با استفاده از الگوریتم، وظایف زیر را به طور مستقل حل کنید:

1. محاسبه جرم گوگرد مورد نیاز برای بدست آوردن اکسید گوگرد ( S + O 2 = SO 2).

2. جرم لیتیوم مورد نیاز برای بدست آوردن لیتیوم کلرید را به مقدار 0.6 مول محاسبه کنید (2 لی + Cl 2 = 2 LiCl).

الگوریتم شماره 2

محاسبه جرم یک ماده از مقدار مشخصی از ماده دیگر شرکت کننده در واکنش.

مثال:جرم آلومینیوم مورد نیاز برای بدست آوردن اکسید آلومینیوم را با مقدار 8 مول محاسبه کنید.

توالی اقدامات	ثبت راه حل مشکل
1. بیان مسئله را یادداشت کنید	داده شده: ν( ال 2 O 3 ) = 8 مول ___________ پیدا کردن: متر( ال)=?
2. جرم مولی مواد را محاسبه کنید که ما در مورد مشکل صحبت می کنیم	م( ال 2 O 3 ) = 102 گرم در مول
3. اجازه دهید معادله واکنش را بنویسیم و ضرایب را قرار دهید	4 Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
4. بالای فرمول مواد می نویسیم مقدار مواد از بیان مسئله , و تحت فرمول - ضرایب استوکیومتری , با معادله واکنش نشان داده می شود
5. مقدار ماده ای را که جرم آن است محاسبه کنیم باید پیدا شود برای انجام این کار، بیایید یک نسبت ایجاد کنیم.
6. جرم ماده ای را که می خواهید پیدا کنید محاسبه کنید	متر= ν ∙ م, متر(ال)= ν (ال)∙ م(ال) = 16 مول ∙ 27 گرم / مول = 432 گرم
7. پاسخ را یادداشت کنید	پاسخ: متر (Al) = 432 گرم

III. با استفاده از الگوریتم، وظایف زیر را به طور مستقل حل کنید:

1. مقدار ماده سولفید سدیم را در صورت سراماس 12.8 گرم محاسبه کنید (2 Na + S = Na 2 S).

2. در صورت واکنش اکسید مس با هیدروژن، مقدار ماده تشکیل شده مس را محاسبه کنید. II) با وزن 64 گرم ( CuO + H 2 = مس + H 2 O).

الگوریتم را با دقت مطالعه کنید و در دفترچه یادداشت کنید

الگوریتم شماره 3

محاسبه مقدار یک ماده بر اساس جرم شناخته شده ماده دیگری که در واکنش شرکت می کند.

مثال.محاسبه مقدار ماده اکسید مس (من اگر مس با جرم 19.2 گرم با اکسیژن واکنش دهد.

توالی اقدامات	طراحی یک کار
1. بیان مسئله را یادداشت کنید	داده شده: متر( مس) = 19.2 گرم ___________ پیدا کردن: ν( مس 2 O)=?
2. جرم مولی مواد را محاسبه کنید که ما در مورد مشکل صحبت می کنیم	M (مس) = 64 گرم در مول
3. بیایید مقدار ماده ای را که جرم آن است پیدا کنیم در بیانیه مشکل ارائه شده است
و ضرایب را قرار دهید	4 مس+ O 2 =2 مس 2 O
مقدار مواد از بیان مسئله , و تحت فرمول - ضرایب استوکیومتری , با معادله واکنش نشان داده می شود
6. برای محاسبه مقدار مورد نیاز یک ماده، نسبت را تشکیل دهد
7. جواب را یادداشت کنیم	پاسخ: ν ( مس 2 O ) = 0.15 مول

الگوریتم را با دقت مطالعه کنید و در دفترچه یادداشت کنید

IV. با استفاده از الگوریتم، وظایف زیر را به طور مستقل حل کنید:

1. جرم اکسیژن مورد نیاز برای واکنش با آهن با وزن 112 گرم را محاسبه کنید.

(3 Fe + 4 O 2 = Fe 3 O 4).

الگوریتم شماره 4

محاسبه جرم یک ماده از جرم شناخته شده ماده دیگر شرکت کننده در واکنش

مثال.جرم اکسیژن مورد نیاز برای احتراق فسفر را با وزن 0.31 گرم محاسبه کنید.

توالی اقدامات	طراحی کار
1. بیان مسئله را یادداشت کنید	داده شده: متر( پ) = 0.31 گرم _________ پیدا کردن: متر( O 2 )=?
2. جرم مولی مواد را محاسبه کنید که ما در مورد مشکل صحبت می کنیم	M (پ) = 31 گرم در مول م( O 2 ) = 32 گرم در مول
3. بیایید مقدار ماده ای را پیدا کنیم که جرم آن در شرط مسئله داده شده است
4. اجازه دهید معادله واکنش را بنویسیم و ضرایب را قرار دهید	4 پ+5 O 2 = 2 پ 2 O 5
5. بالای فرمول مواد می نویسیم مقدار مواد از بیان مسئله , و تحت فرمول - ضرایب استوکیومتری , با معادله واکنش نشان داده می شود
6. مقدار ماده ای را که جرم آن باید پیدا شود را محاسبه می کنیم متر( O 2 )= ν ( O 2 )∙ م( O 2 )= 0.0125 مول ∙ 32 گرم / مول = 0.4 گرم
8. جواب را یادداشت کنیم	پاسخ: متر ( O 2 ) = 0.4 گرم

مشکلات برای راه حل مستقل

1. مقدار ماده آلومینا تشکیل شده در نتیجه برهمکنش آلومینیوم با مقدار 0.27 مول از یک ماده با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید (4). Al +3 O 2 = 2 Al 2 O 3).

2. مقدار ماده اکسید سدیم تشکیل شده در نتیجه برهمکنش سدیم با مقدار 2.3 مول ماده با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید (4). Na + O 2 = 2 Na 2 O).

3. محاسبه جرم گوگرد مورد نیاز برای بدست آوردن اکسید گوگرد ( IV) مقدار ماده 4 مول است ( S + O 2 = SO 2).

4. جرم لیتیوم مورد نیاز برای بدست آوردن لیتیوم کلرید را با مقدار 0.6 مول محاسبه کنید (2 لی + Cl 2 = 2 LiCl).

5. اگر گوگرد با جرم 12.8 گرم با سدیم واکنش دهد، مقدار ماده سولفید سدیم را محاسبه کنید. Na + S = Na 2 S).

6. در صورت واکنش اکسید مس با هیدروژن، مقدار ماده مس تشکیل شده را محاسبه کنید. II) با وزن 64 گرم ( CuO + H 2 =

روش حل مسائل شیمی

هنگام حل مشکلات، باید چندین قانون ساده را راهنمایی کنید:

1. بیانیه مشکل را با دقت بخوانید؛
2. آنچه داده شده را بنویسید؛
3. در صورت لزوم، واحدهای مقادیر فیزیکی را به واحدهای SI تبدیل کنید (برخی واحدهای غیر سیستمی مجاز هستند، به عنوان مثال، لیتر).
4. در صورت لزوم، معادله واکنش را بنویسید و ضرایب را مرتب کنید.
5. با استفاده از مفهوم مقدار ماده، و نه روش ترسیم نسبت، مشکل را حل کنید.
6. پاسخ خود را ثبت کنید

برای آماده سازی موفقیت آمیز در شیمی، باید راه حل های مسائل ارائه شده در متن را با دقت در نظر گرفت و همچنین به طور مستقل تعداد کافی از آنها را حل کرد. در مرحله حل مسائل است که مفاد نظری اصلی درس شیمی رفع می شود. حل مسائل در تمام مدت مطالعه شیمی و آمادگی برای امتحان ضروری است.

می توانید از مسائل موجود در این صفحه استفاده کنید یا مجموعه خوبی از مسائل و تمرینات را با حل مسائل معمولی و پیچیده (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova) دانلود کنید.

مول، جرم مولی

جرم مولی نسبت جرم یک ماده به مقدار یک ماده است، یعنی.

M (x) = m (x) / ν (x)، (1)

که در آن M (x) جرم مولی ماده X است، m (x) جرم ماده X است، ν (x) مقدار ماده X است. واحد جرم مولی SI کیلوگرم بر مول است، اما واحد برابر است. معمولا گرم / مول. واحد جرم گرم، کیلوگرم است. واحد SI مقدار یک ماده مول است.

هر مشکل شیمی در حال حل شدن استاز طریق مقدار ماده فرمول اصلی را باید به خاطر بسپارید:

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

که در آن V (x) حجم ماده X (l)، V m حجم مولی گاز (l / mol)، N تعداد ذرات، N A ثابت آووگادرو است.

1. جرم را تعیین کنیدیدید سدیم مقدار NaI ماده 0.6 mol.

داده شده: ν (NaI) = 0.6 مول.

پیدا کردن: m (NaI) =؟

راه حل... جرم مولی یدید سدیم عبارت است از:

M (NaI) = M (Na) + M (I) = 23 + 127 = 150 گرم در مول

جرم NaI را تعیین کنید:

m (NaI) = ν (NaI) M (NaI) = 0.6 150 = 90 گرم.

2. مقدار ماده را تعیین کنیدبور اتمی موجود در سدیم تترابورات Na 2 B 4 O 7 با وزن 40.4 گرم.

داده شده: m (Na 2 B 4 O 7) = 40.4 گرم.

پیدا کردن: ν (B) =؟

راه حل... جرم مولی تترابورات سدیم 202 گرم در مول است. مقدار ماده Na 2 B 4 O 7 را تعیین کنید:

ν (Na 2 B 4 O 7 ) = m ( Na 2 B 4 O 7 ) / M ( Na 2 B 4 O 7 ) = 40.4 / 202 = 0.2 مول.

به یاد بیاورید که 1 مول از یک مولکول تترابورات سدیم حاوی 2 مول اتم سدیم، 4 مول اتم بور و 7 مول اتم اکسیژن است (به فرمول تترابورات سدیم مراجعه کنید). سپس مقدار ماده بور اتمی است: ν (B) = 4 ν (Na 2 B 4 O 7) = 4 0.2 = 0.8 مول.

محاسبات با فرمول های شیمیایی کسر جرمی

کسر جرمی یک ماده، نسبت جرم یک ماده معین در سیستم به جرم کل سیستم است، یعنی. ω (X) = m (X) / m، که در آن ω (X) کسر جرمی ماده X است، m (X) جرم ماده X است، m جرم کل سیستم است. کسر جرمی یک کمیت بدون بعد است. در کسری از یک یا به صورت درصد بیان می شود. به عنوان مثال، کسر جرمی اکسیژن اتمی 0.42 یا 42٪ است. ω (O) = 0.42. کسر جرمی کلر اتمی در کلرید سدیم 607/0 یا 7/60 درصد است. ω (Cl) = 0.607.

3. کسر جرمی را تعیین کنیدآب تبلور در دی هیدرات کلرید باریم BaCl 2 2H 2 O.

راه حل: جرم مولی BaCl 2 2H 2 O برابر است با:

M (BaCl 2 2H 2 O) = 137 + 2 35.5 + 2 18 = 244 گرم / مول

از فرمول BaCl 2 2H 2 O نتیجه می شود که 1 مول دی هیدرات کلرید باریم حاوی 2 مول H 2 O است. از اینجا می توانید جرم آب موجود در BaCl 2 2H 2 O را تعیین کنید:

m (H 2 O) = 2 18 = 36 گرم.

کسر جرمی آب تبلور در دی هیدرات کلرید باریم BaCl 2 2H 2 O را بیابید.

ω (H 2 O) = m (H 2 O) / m (BaCl 2 2H 2 O) = 36/244 = 0.1475 = 14.75%.

4. از یک نمونه سنگ با وزن 25 گرم، حاوی ماده معدنی آرژانتیت Ag 2 S، نقره با وزن 5.4 گرم جدا شد. کسر جرمی را تعیین کنیدآرژانتیت در نمونه

داده شده: m (Ag) = 5.4 گرم; متر = 25 گرم.

پیدا کردن: ω (Ag 2 S) =؟

راه حل: مقدار ماده نقره را در آرژانتیت تعیین می کنیم: ν (Ag) = m (Ag) / M (Ag) = 5.4 / 108 = 0.05 mol.

از فرمول Ag 2 S نتیجه می شود که مقدار ماده آرژانتیت دو برابر کمتر از مقدار ماده نقره است. مقدار ماده آرژانتیت را تعیین کنید:

ν (Ag 2 S) = 0.5 ν (Ag) = 0.5 0.05 = 0.025 مول

جرم آرژانتیت را محاسبه می کنیم:

m (Ag 2 S) = ν (Ag 2 S) M (Ag 2 S) = 0.025 248 = 6.2 گرم.

اکنون کسر جرمی آرژانتیت را در نمونه سنگی به وزن 25 گرم تعیین می کنیم.

ω (Ag 2 S) = m (Ag 2 S) / m = 6.2 / 25 = 0.248 = 24.8%.

استخراج فرمول های ترکیبی

5. ساده ترین فرمول ترکیبی را پیدا کنیدپتاسیم با منگنز و اکسیژن، اگر کسر جرمی عناصر در این ماده به ترتیب 24.7، 34.8 و 40.5٪ باشد.

داده شده: ω (K) = 24.7%; ω (Mn) = 34.8%؛ ω (O) = 40.5%.

پیدا کردن: فرمول ترکیبی

راه حل: برای محاسبات، جرم ترکیب را برابر با 100 گرم انتخاب می کنیم، یعنی. متر = 100 گرم جرم پتاسیم، منگنز و اکسیژن عبارتند از:

m (K) = m ω (K); m (K) = 100 0.247 = 24.7 گرم؛

m (Mn) = m ω (Mn); m (Mn) = 100 0.348 = 34.8 گرم.

m (O) = m ω (O); m (O) = 100 0.405 = 40.5 گرم.

مقدار مواد اتمی پتاسیم، منگنز و اکسیژن را تعیین کنید:

ν (K) = m (K) / M (K) = 24.7 / 39 = 0.63 مول

ν (Mn) = m (Mn) / М (Mn) = 34.8 / 55 = 0.63 مول

ν (O) = m (O) / M (O) = 40.5 / 16 = 2.5 مول

نسبت مقادیر مواد را می یابیم:

ν (K): ν (Mn): ν (O) = 0.63: 0.63: 2.5.

با تقسیم سمت راست تساوی بر عدد کوچکتر (0.63)، به دست می آید:

ν (K): ν (Mn): ν (O) = 1: 1: 4.

بنابراین ساده ترین فرمول ترکیب KMnO 4 است.

6. از احتراق 1.3 گرم از این ماده 4.4 گرم مونوکسید کربن (IV) و 0.9 گرم آب تشکیل شد. فرمول مولکولی را پیدا کنیدماده ای که چگالی هیدروژن آن 39 باشد.

داده شده: m (in-va) = 1.3 گرم؛ متر (CO 2) = 4.4 گرم؛ m (H2O) = 0.9 گرم؛ D H2 = 39.

پیدا کردن: فرمول ماده.

راه حل: فرض کنید ماده مورد نظر حاوی کربن، هیدروژن و اکسیژن است. در طی احتراق آن، CO 2 و H 2 O تشکیل می شود سپس باید مقدار مواد CO 2 و H 2 O را به منظور تعیین مقدار مواد کربن اتمی، هیدروژن و اکسیژن یافت.

ν (CO 2) = m (CO 2) / M (CO 2) = 4.4 / 44 = 0.1 مول؛

ν (H2O) = m (H2O) / M (H2O) = 0.9 / 18 = 0.05 مول.

تعیین مقدار کربن اتمی و مواد هیدروژن:

ν (C) = ν (CO 2); ν (C) = 0.1 مول؛

ν (H) = 2 ν (H 2 O); ν (H) = 2 0.05 = 0.1 مول.

بنابراین، جرم کربن و هیدروژن برابر خواهد بود:

m (C) = ν (C) M (C) = 0.1 12 = 1.2 گرم.

m (H) = ν (H) M (H) = 0.1 1 = 0.1 گرم.

ما ترکیب کیفی ماده را تعیین می کنیم:

m (in-va) = m (C) + m (H) = 1.2 + 0.1 = 1.3 گرم.

در نتیجه، این ماده فقط از کربن و هیدروژن تشکیل شده است (به بیان مسئله مراجعه کنید). اکنون وزن مولکولی آن را با توجه به شرایط داده شده تعیین می کنیم وظایفچگالی یک ماده بر حسب هیدروژن.

M (in-va) = 2 D H2 = 2 39 = 78 گرم در مول.

ν (C): ν (H) = 0.1: 0.1

با تقسیم سمت راست تساوی بر عدد 0.1 به دست می آید:

ν (C): ν (H) = 1: 1

بیایید تعداد اتم های کربن (یا هیدروژن) را "x" در نظر بگیریم، سپس، "x" را در جرم اتمی کربن و هیدروژن ضرب کنیم و این مجموع را با وزن مولکولی ماده برابر کنیم، معادله را حل می کنیم:

12x + x = 78. بنابراین x = 6. بنابراین، فرمول ماده C 6 H 6 بنزن است.

حجم مولی گازها قوانین گازهای ایده آل کسر حجمی.

حجم مولی یک گاز برابر است با نسبت حجم گاز به مقدار ماده این گاز، یعنی.

V m = V (X) / ν (x)،

که در آن V m - حجم مولی گاز - مقدار ثابت برای هر گاز در شرایط معین. V (X) - حجم گاز X؛ ν (x) مقدار ماده گاز X است. حجم مولی گازها در شرایط عادی (فشار نرمال p n = 101 325 Pa ≈ 101.3 kPa و دمای Tn = 273.15 K ≈ 273 K) V m = 22.4 لیتر در مول است.

در محاسبات مربوط به گازها، اغلب لازم است که از شرایط داده شده به شرایط عادی حرکت کنیم یا برعکس. در این مورد، استفاده از فرمول زیر از قانون گاز ترکیبی Boyle-Mariotte و Gay-Lussac راحت است:

──── = ─── (3)

جایی که p فشار است. V حجم است. T دما در مقیاس کلوین است. زیرنویس "n" شرایط عادی را نشان می دهد.

ترکیب مخلوط های گازی اغلب با استفاده از کسر حجمی بیان می شود - نسبت حجم یک جزء معین به حجم کل سیستم، یعنی.

که در آن φ (X) کسر حجمی جزء X است. V (X) حجم جزء X است. V حجم سیستم است. کسر حجمی یک کمیت بدون بعد است که در کسری از واحد یا به صورت درصد بیان می شود.

7. چی جلددر دمای 20 درجه سانتیگراد و فشار 250 کیلو پاسکال آمونیاک با وزن 51 گرم مصرف می شود؟

داده شده: m (NH 3) = 51 گرم; p = 250 کیلو پاسکال؛ t = 20 o C.

پیدا کردن: V (NH 3) =؟

راه حل: تعیین مقدار ماده آمونیاک:

ν (NH 3) = m (NH 3) / M (NH 3) = 51/17 = 3 مول.

حجم آمونیاک در شرایط عادی عبارت است از:

V (NH 3) = V m ν (NH 3) = 22.4 3 = 67.2 لیتر.

با استفاده از فرمول (3)، حجم آمونیاک را به این شرایط می رسانیم [دمای T = (273 + 20) K = 293 K]:

p n TV n (NH 3) 101.3 293 67.2

V (NH 3) = ──────── = ───────── = 29.2 لیتر.

8. تعیین کنید جلدکه در شرایط عادی مخلوط گازی حاوی هیدروژن به وزن 1.4 گرم و نیتروژن به وزن 5.6 گرم را می گیرد.

داده شده: m (N 2) = 5.6 گرم; m (H 2) = 1.4; خوب.

پیدا کردن: V (مخلوط) =؟

راه حل: مقادیر ماده هیدروژن و نیتروژن را پیدا می کنیم:

ν (N 2) = m (N 2) / M (N 2) = 5.6 / 28 = 0.2 مول

ν (H 2) = m (H 2) / M (H 2) = 1.4 / 2 = 0.7 مول

از آنجایی که در شرایط عادی این گازها با یکدیگر تعامل ندارند، حجم مخلوط گاز برابر با مجموع حجم گازها خواهد بود، یعنی.

V (مخلوط) = 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 لیتر.

محاسبات با معادلات شیمیایی

محاسبات توسط معادلات شیمیایی (محاسبات استوکیومتری) بر اساس قانون بقای جرم مواد است. با این حال، در فرآیندهای شیمیایی واقعی، به دلیل سیر ناقص واکنش و تلفات مختلف مواد، جرم محصولات حاصل اغلب کمتر از آن چیزی است که باید مطابق با قانون بقای جرم مواد تشکیل شود. بازده محصول واکنش (یا کسر جرمی بازده) نسبت جرم محصول واقعی به دست آمده به جرم آن است که باید مطابق با محاسبه نظری به صورت درصد بیان شود.

η = / m (X) (4)

جایی که η بازده محصول، % است. m p (X) جرم محصول X است که در فرآیند واقعی بدست می آید. m (X) جرم محاسبه شده ماده X است.

در مسائلی که بازده محصول مشخص نشده است، فرض می شود که کمی (تئوری) است، یعنی. η = 100%.

9. چه جرمی از فسفر باید سوزانده شود برای دریافتاکسید فسفر (V) با وزن 7.1 گرم؟

داده شده: m (P 2 O 5) = 7.1 گرم.

پیدا کردن: m (P) =؟

راه حل: معادله واکنش احتراق فسفر را بنویسید و ضرایب استوکیومتری را مرتب کنید.

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

مقدار ماده P 2 O 5 به دست آمده در واکنش را تعیین کنید.

ν (P 2 O 5) = m ( P 2 O 5 ) / M ( P 2 O 5 ) = 7.1 / 142 = 0.05 مول.

از معادله واکنش چنین برمی‌آید که ν (P 2 O 5) = 2 ν (P) بنابراین مقدار ماده فسفر مورد نیاز در واکنش برابر است:

ν (P 2 O 5) = 2 ν (P) = 2 0.05 = 0.1 مول.

از اینجا جرم فسفر را پیدا می کنیم:

m (P) = ν (P) M (P) = 0.1 31 = 3.1 گرم.

10. منیزیم با جرم 6 گرم و روی با جرم 5/6 گرم در اسید کلریدریک اضافی حل شدند. چه حجمیهیدروژن اندازه گیری شده در شرایط عادی، برجسته شدنکه در آن؟

داده شده: m (Mg) = 6 g; متر (روی) = 6.5 گرم؛ خوب.

پیدا کردن: V (H 2) =؟

راه حل: معادلات واکنش برهمکنش منیزیم و روی با اسید کلریدریک را یادداشت کرده و ضرایب استوکیومتری را مرتب می کنیم.

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2

مقدار مواد منیزیم و روی که با اسید هیدروکلریک واکنش داده اند را تعیین می کنیم.

ν (Mg) = m (Mg) / M (Mg) = 6/24 = 0.25 مول

ν (Zn) = m (Zn) / M (Zn) = 6.5 / 65 = 0.1 مول.

از معادلات واکنش نتیجه می شود که مقدار ماده فلزی و هیدروژن برابر است، یعنی. ν (Mg) = ν (H2); ν (Zn) = ν (Н 2)، مقدار هیدروژن به دست آمده را در نتیجه دو واکنش تعیین می کنیم:

ν (H2) = ν (Mg) + ν (Zn) = 0.25 + 0.1 = 0.35 مول.

ما حجم هیدروژن آزاد شده در نتیجه واکنش را محاسبه می کنیم:

V (H 2) = V m ν (H 2) = 22.4 0.35 = 7.84 لیتر.

11. هنگامی که سولفید هیدروژن با حجم 2.8 لیتر (شرایط عادی) از محلول سولفات مس (II) اضافی عبور داده شد، رسوبی به وزن 11.4 گرم تشکیل شد. خروجی را مشخص کنیدمحصول واکنش

داده شده: V (H 2 S) = 2.8 لیتر; متر (رسوب) = 11.4 گرم؛ خوب.

پیدا کردن: η =?

راه حل: معادله واکنش برهمکنش سولفید هیدروژن و سولفات مس (II) را یادداشت می کنیم.

H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓ + H 2 SO 4

مقدار ماده سولفید هیدروژن درگیر در واکنش را تعیین کنید.

ν (H 2 S) = V (H 2 S) / V m = 2.8 / 22.4 = 0.125 مول.

از معادله واکنش نتیجه می شود که ν (H 2 S) = ν (CuS) = 0.125 مول. این بدان معنی است که جرم نظری CuS را می توان یافت.

m (CuS) = ν (CuS) M (CuS) = 0.125 96 = 12 گرم.

اکنون بازده محصول را با استفاده از فرمول (4) تعیین می کنیم:

η = / m (X) = 11.4 100/12 = 95%.

12. چی وزنکلرید آمونیوم از برهمکنش کلرید هیدروژن به وزن 7.3 گرم با آمونیاک به وزن 5.1 گرم تشکیل می شود؟ چه گازی بیش از حد باقی می ماند؟ جرم اضافی را تعیین کنید.

داده شده: m (HCl) = 7.3 گرم; متر (NH 3) = 5.1 گرم.

پیدا کردن: m (NH 4 Cl) =؟ m (زیاد) =؟

راه حل: معادله واکنش را بنویسید.

HCl + NH 3 = NH 4 Cl

این تکلیف برای «زیاد» و «عدم» است. مقدار هیدروژن کلرید و آمونیاک را محاسبه می کنیم و مشخص می کنیم که کدام گاز بیش از حد است.

ν (HCl) = m (HCl) / M (HCl) = 7.3 / 36.5 = 0.2 مول؛

ν (NH 3) = m (NH 3) / M (NH 3) = 5.1 / 17 = 0.3 مول.

آمونیاک مازاد است، بنابراین ما بر اساس کمبود محاسبه می کنیم، یعنی. برای هیدروژن کلرید از معادله واکنش نتیجه می شود که ν (HCl) = ν (NH 4 Cl) = 0.2 مول. جرم کلرید آمونیوم را تعیین کنید.

m (NH 4 Cl) = ν (NH 4 Cl) M (NH 4 Cl) = 0.2 53.5 = 10.7 گرم.

ما تعیین کردیم که آمونیاک بیش از حد است (از نظر مقدار ماده، مازاد آن 0.1 مول است). بیایید جرم آمونیاک اضافی را محاسبه کنیم.

m (NH 3) = ν (NH 3) M (NH 3) = 0.1 17 = 1.7 گرم.

13. کاربید کلسیم فنی با وزن 20 گرم با آب اضافی تیمار شد و استیلن به دست آمد، هنگامی که از آب اضافی برم عبور کرد، 1،1،2،2 -تترابروموتان با وزن 86.5 گرم تشکیل شد. کسر جرمی CaC 2 در کاربید فنی.

داده شده: m = 20 گرم; m (C 2 H 2 Br 4 ) = 86.5 گرم.

پیدا کردن: ω (CaC 2) =؟

راه حل: معادلات برهمکنش کاربید کلسیم با آب و استیلن با آب برم را یادداشت کرده و ضرایب استوکیومتری را مرتب می کنیم.

CaC 2 + 2 H 2 O = Ca (OH) 2 + C 2 H 2

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

مقدار ماده تترابروموتان را بیابید.

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 مول.

از معادلات واکنش نتیجه می شود که ν (C 2 H 2 Br 4 ) = ν ( C 2 H 2 ) = ν ( CaC 2 ) = 0.25 مول . از اینجا می توانیم توده کاربید کلسیم خالص (بدون ناخالصی) را پیدا کنیم.

m (CaC 2) = ν (CaC 2) M (CaC 2) = 0.25 64 = 16 گرم.

کسر جرمی CaC 2 را در کاربید فنی تعیین کنید.

ω (CaC 2) = m (CaC 2) / m = 16/20 = 0.8 = 80%.

راه حل ها کسر جرمی جزء محلول

14. گوگرد به وزن 1.8 گرم در بنزن با حجم 170 میلی لیتر حل شد چگالی بنزن 0.88 گرم در میلی لیتر است. تعريف كردن کسر جرمیگوگرد در محلول

داده شده: V (C 6 H 6) = 170 میلی لیتر; m (S) = 1.8 گرم؛ ρ (C 6 C 6) = 0.88 گرم در میلی لیتر.

پیدا کردن: ω (S) =؟

راه حل: برای یافتن کسر جرمی گوگرد در محلول باید جرم محلول را محاسبه کرد. جرم بنزن را تعیین کنید.

m (C 6 C 6) = ρ (C 6 C 6) V (C 6 H 6) = 0.88 170 = 149.6 گرم.

جرم کل محلول را پیدا می کنیم.

m (محلول) = m (C 6 C 6) + m (S) = 149.6 + 1.8 = 151.4 گرم.

بیایید کسر جرمی گوگرد را محاسبه کنیم.

ω (S) = m (S) / m = 1.8 / 151.4 = 0.0119 = 1.19%.

15. سولفات آهن FeSO 4 7H 2 O با وزن 3.5 گرم در آب به وزن 40 گرم حل شد. کسر جرمی سولفات آهن (II).در محلول حاصل

داده شده: m (H 2 O) = 40 گرم; m (FeSO 4 7H 2 O) = 3.5 گرم.

پیدا کردن: ω (FeSO 4) =؟

راه حل: جرم FeSO 4 موجود در FeSO 4 7H 2 O را بیابید برای این کار مقدار ماده FeSO 4 7H 2 O را محاسبه کنید.

ν (FeSO 4 7H 2 O) = m (FeSO 4 7H 2 O) / М (FeSO 4 7H 2 O) = 3.5 / 278 = 0.0125 مول

از فرمول سولفات آهن چنین است که ν (FeSO 4) = ν (FeSO 4 7H 2 O) = 0.0125 مول. بیایید جرم FeSO 4 را محاسبه کنیم:

m (FeSO4) = ν (FeSO4) M (FeSO4) = 0.0125 152 = 1.91 گرم.

با توجه به اینکه جرم محلول از جرم سولفات آهن (5/3 گرم) و جرم آب (40 گرم) تشکیل شده است، کسر جرمی سولفات آهن در محلول را محاسبه می کنیم.

ω (FeSO 4) = m (FeSO 4) / m = 1.91 / 43.5 = 0.044 = 4.4%.

وظایف برای راه حل مستقل

1. 50 گرم متیل یدید در هگزان با سدیم فلزی تیمار شد و 1.12 لیتر گاز آزاد شد که در شرایط عادی اندازه گیری شد. کسر جرمی متیل یدید را در محلول تعیین کنید. پاسخ: 28,4%.
2. مقداری الکل اکسید شد تا یک اسید کربوکسیلیک مونوبازیک تشکیل شود. هنگام سوزاندن 13.2 گرم از این اسید، دی اکسید کربن به دست آمد که برای خنثی سازی کامل آن 192 میلی لیتر محلول KOH با کسر جرمی 28٪ مورد نیاز بود. چگالی محلول KOH 1.25 گرم در میلی لیتر است. فرمول الکل را تعیین کنید. پاسخ: بوتانول
3. گاز به دست آمده از برهمکنش 9.52 گرم مس با 50 میلی لیتر محلول اسید نیتریک 81 درصد با چگالی 1.45 گرم در میلی لیتر از 150 میلی لیتر محلول NaOH 20 درصد با چگالی 1.22 گرم در میلی لیتر عبور داده شد. کسر جرمی املاح را تعیین کنید. پاسخ: 12.5٪ NaOH؛ 6.48٪ NaNO 3; 5.26٪ NaNO 2.
4. حجم گازهای آزاد شده در حین انفجار 10 گرم نیتروگلیسیرین را تعیین کنید. پاسخ: 7.15 لیتر
5. یک نمونه 4.3 گرمی از مواد آلی در اکسیژن سوزانده شد. محصولات واکنش مونوکسید کربن (IV) با حجم 6.72 لیتر (شرایط عادی) و آب به وزن 6.3 گرم است. چگالی بخار هیدروژن ماده اولیه 43 است. فرمول ماده را تعیین کنید. پاسخ: C 6 H 14.

اغلب، دانش آموزان مدرسه و دانش آموزان مجبور به نوشتن به اصطلاح. معادلات واکنش یونی به طور خاص، مسئله 31، پیشنهاد شده در آزمون دولتی واحد در شیمی، به این موضوع اختصاص دارد. در این مقاله به طور مفصل به الگوریتم نوشتن معادلات یونی کوتاه و کامل می پردازیم، نمونه های زیادی از سطوح مختلف پیچیدگی را تحلیل خواهیم کرد.

چرا به معادلات یونی نیاز داریم؟

اجازه دهید به شما یادآوری کنم که وقتی بسیاری از مواد در آب حل می شوند (و نه تنها در آب!)، فرآیند تجزیه رخ می دهد - مواد به یون تجزیه می شوند. به عنوان مثال، مولکول های HCl در یک محیط آبی به کاتیون های هیدروژن (H +، به طور دقیق تر، H 3 O +) و آنیون های کلر (Cl -) تجزیه می شوند. برمید سدیم (NaBr) در یک محلول آبی نه به شکل مولکول، بلکه به صورت یون های هیدراته Na + و Br - است (به هر حال، یون ها در برمید سدیم جامد نیز وجود دارند).

با نوشتن معادلات "معمولی" (مولکولی)، ما در نظر نمی گیریم که این مولکول ها نیستند که وارد واکنش می شوند، بلکه یون ها هستند. برای مثال، در اینجا معادله واکنش بین اسید کلریدریک و هیدروکسید سدیم به نظر می رسد:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

البته این نمودار به درستی فرآیند را توصیف نمی کند. همانطور که قبلاً گفتیم، عملاً هیچ مولکول HCl در محلول آبی وجود ندارد، اما یون های H + و Cl - وجود دارد. در مورد NaOH هم همینطور است. نوشتن موارد زیر صحیح تر است:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O. (2)

همین است معادله یونی کامل... به جای مولکول های "مجازی"، ما ذرات موجود در محلول (کاتیون ها و آنیون ها) را می بینیم. در حال حاضر، ما روی این سوال که چرا H 2 O را به شکل مولکولی نوشتیم، نمی مانیم. در ادامه توضیح داده خواهد شد. همانطور که می بینید، هیچ چیز پیچیده ای وجود ندارد: ما مولکول ها را با یون هایی که در حین تفکیک آنها تشکیل می شوند جایگزین کرده ایم.

با این حال، حتی معادله یونی کامل نیز کامل نیست. در واقع، نگاه دقیق تری بیندازید: هم در سمت چپ و هم در سمت راست معادله (2) ذرات یکسان - کاتیون های Na + و آنیون های کلر وجود دارد. در طول واکنش، این یون ها تغییر نمی کنند. پس چرا اصلاً به آنها نیاز است؟ بیایید آنها را برداریم و بگیریم معادله یونی کوتاه:

H + + OH - = H 2 O. (3)

همانطور که می بینید، همه چیز به برهمکنش یون های H + و OH - با تشکیل آب می رسد (واکنش خنثی سازی).

تمام معادلات یونی کامل و مختصر نوشته شده است. اگر مشکل 31 را در امتحان شیمی حل کنیم، حداکثر نمره را برای آن دریافت می کنیم - 2 امتیاز.

بنابراین، یک بار دیگر در مورد اصطلاحات:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - معادله مولکولی (معادلات "معمولی" که به طور شماتیک ماهیت واکنش را منعکس می کند).
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - معادله یونی کامل (ذرات واقعی در محلول قابل مشاهده هستند).
• H + + OH - = H 2 O - یک معادله یونی کوتاه (ما تمام "زباله ها" - ذراتی که در این فرآیند دخیل نیستند را حذف کردیم).

الگوریتم نوشتن معادلات یونی

1. معادله مولکولی واکنش را می سازیم.
2. تمام ذرات تفکیک شده در یک محلول به میزان قابل توجهی به شکل یون نوشته می شوند. ما موادی را که مستعد تجزیه نیستند "به شکل مولکول" می گذاریم.
3. از دو قسمت معادله به اصطلاح حذف می کنیم. یون های ناظر، یعنی ذراتی که در فرآیند شرکت نمی کنند.
4. ضرایب را بررسی می کنیم و پاسخ نهایی را می گیریم - یک معادله یونی کوتاه.

مثال 1... یک معادله یونی کامل و مختصر بنویسید که برهمکنش محلول های آبی کلرید باریم و سولفات سدیم را شرح دهد.

راه حل... ما مطابق با الگوریتم پیشنهادی عمل خواهیم کرد. بیایید ابتدا معادله مولکولی را بسازیم. کلرید باریم و سولفات سدیم دو نمک هستند. بیایید به بخش کتاب مرجع "خواص ترکیبات معدنی" نگاه کنیم. می بینیم که نمک ها می توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند اگر در طی واکنش رسوبی تشکیل شود. بیایید بررسی کنیم:

تمرین 2... معادلات واکنش های زیر را کامل کنید:

1. KOH + H 2 SO 4 =
2. H 3 PO 4 + Na 2 O =
3. Ba (OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + جیوه (NO 3) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

تمرین شماره 3... معادلات مولکولی واکنش های (در محلول آبی) بین: الف) کربنات سدیم و اسید نیتریک، ب) نیکل (II) کلرید و هیدروکسید سدیم، ج) اسید فسفریک و هیدروکسید کلسیم، د) نیترات نقره و کلرید پتاسیم، ه) اکسید فسفر (V) و هیدروکسید پتاسیم.

من صمیمانه امیدوارم که برای انجام این سه تکلیف مشکلی نداشته باشید. اگر اینطور نیست، لازم است به مبحث "خواص شیمیایی طبقات اصلی ترکیبات معدنی" برگردیم.

چگونه یک معادله مولکولی را به یک معادله یونی کامل تبدیل کنیم؟

سرگرمی شروع می شود. ما باید درک کنیم که چه موادی باید به عنوان یون ثبت شوند و کدام یک باید در "شکل مولکولی" باقی بماند. ما باید موارد زیر را به خاطر بسپاریم.

به شکل یون بنویسید:

• نمک های محلول (تاکید می کنم، فقط نمک ها به راحتی در آب محلول هستند).
• قلیاها (اجازه دهید یادآوری کنم که قلیاها بازهای محلول در آب هستند، اما NH 4 OH نیستند).
• اسیدهای قوی (H 2 SO 4، HNO 3، HCl، HBr، HI، HClO 4، HClO 3، H 2 SeO 4، ...).

همانطور که می بینید، یادآوری این لیست دشوار نیست: شامل اسیدها و بازهای قوی و همه نمک های محلول است. به هر حال، به ویژه شیمیدانان جوان هوشیار که ممکن است از این واقعیت خشمگین باشند که الکترولیت های قوی (نمک های نامحلول) در این لیست گنجانده نشده اند، می توانم موارد زیر را به شما بگویم: عدم گنجاندن نمک های نامحلول در این لیست به هیچ وجه این را رد نمی کند. آنها الکترولیت های قوی هستند.

تمام مواد دیگر باید در معادلات یونی به صورت مولکول وجود داشته باشند. برای آن دسته از خوانندگان مطالبه‌ای که از عبارت مبهم «همه مواد دیگر» راضی نیستند و به پیروی از قهرمان یک فیلم معروف، خواستار «خواندن فهرست کامل» هستند، اطلاعات زیر را ارائه می‌دهم.

به شکل مولکول بنویسید:

• تمام نمک های نامحلول؛
• همه بازهای ضعیف (از جمله هیدروکسیدهای نامحلول، NH 4 OH و مواد مشابه)؛
• تمام اسیدهای ضعیف (H 2 CO 3 ، HNO 2 ، H 2 S ، H 2 SiO 3 ، HCN ، HClO ، تقریباً تمام اسیدهای آلی ...)؛
• به طور کلی، تمام الکترولیت های ضعیف (از جمله آب !!!)؛
• اکسیدها (همه انواع)؛
• تمام ترکیبات گازی (به ویژه H2، CO2، SO2، H2S، CO).
• مواد ساده (فلزات و غیر فلزات)؛
• تقریبا تمام ترکیبات آلی (به استثنای نمک های محلول در آب اسیدهای آلی).

وای، به نظر می رسد چیزی را فراموش نکرده ام! اگرچه آسان تر است، اما به نظر من، هنوز یادآوری لیست شماره 1 است.

بیایید تمرین کنیم!

مثال 2... یک معادله یونی کامل که برهمکنش هیدروکسید مس (II) و اسید کلریدریک را توصیف می کند، بنویسید.

راه حل... بیایید به طور طبیعی با معادله مولکولی شروع کنیم. هیدروکسید مس (II) یک باز نامحلول است. همه بازهای نامحلول با اسیدهای قوی واکنش داده و نمک و آب تشکیل می دهند:

Cu (OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

و اکنون درمی یابیم که کدام مواد را به شکل یون بنویسیم و کدام را به شکل مولکول. لیست های بالا به ما کمک خواهند کرد. هیدروکسید مس (II) یک پایه نامحلول (به جدول حلالیت مراجعه کنید)، الکترولیت ضعیف است. بازهای نامحلول به شکل مولکولی ثبت می شوند. HCl یک اسید قوی است که در محلول تقریباً به طور کامل به یون تجزیه می شود. CuCl 2 یک نمک محلول است. به شکل یونی می نویسیم. آب - فقط به شکل مولکول! معادله یونی کامل را بدست می آوریم:

Cu (OH) 2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H2 O.

مثال 3... معادله یونی کامل واکنش دی اکسید کربن با محلول آبی NaOH را بنویسید.

راه حل... دی اکسید کربن یک اکسید اسیدی معمولی است، NaOH یک قلیایی است. هنگامی که اکسیدهای اسیدی با محلول های آبی قلیایی واکنش می دهند، نمک و آب تشکیل می شود. ما معادله مولکولی واکنش را می سازیم (به هر حال، ضرایب را فراموش نکنید):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - اکسید، ترکیب گازی؛ شکل مولکولی را حفظ می کنیم. NaOH - پایه قوی (قلیایی)؛ به شکل یون می نویسیم. Na 2 CO 3 - نمک محلول؛ به شکل یون می نویسیم. آب یک الکترولیت ضعیف است، عملاً تجزیه نمی شود. را به شکل مولکولی رها کنید. موارد زیر را دریافت می کنیم:

CO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2 + + CO 3 2- + H 2 O.

مثال 4... سولفید سدیم در محلول آبی با کلرید روی واکنش داده و رسوب تشکیل می دهد. معادله یونی کامل این واکنش را بنویسید.

راه حل... سولفید سدیم و کلرید روی نمک هستند. هنگامی که این نمک ها برهم کنش دارند، سولفید روی رسوب می کند:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS ↓ + 2NaCl.

من بلافاصله معادله یونی کامل را می نویسم و ​​شما خودتان آن را تجزیه و تحلیل خواهید کرد:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS ↓ + 2Na + + 2Cl -.

من چندین کار برای کار مستقل و یک تست کوچک به شما پیشنهاد می کنم.

تمرین 4... برای واکنش های زیر معادلات مولکولی و یونی کامل بنویسید:

1. NaOH + HNO 3 =
2. H 2 SO 4 + MgO =
3. Ca (NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca (OH) 2 =

تمرین شماره 5... معادلات یونی کاملی را بنویسید که برهمکنش: الف) اکسید نیتریک (V) با محلول آبی هیدروکسید باریم، ب) محلول هیدروکسید سزیم با اسید هیدرویدیک، ج) محلول های آبی سولفات مس و سولفید پتاسیم، د) کلسیم را بنویسید. هیدروکسید و محلول آبی نیترات آهن (III).