Химические формулы относительная атомная и молекулярная массы: Химическая формула. Относителная атомная и молекулярная масса

Содержание

Химические формулы. Относительная атомная и молекулярная массы. Массовая доля элемента в соединении | Презентация к уроку по химии (8 класс):

Слайд 1

Химические формулы. Относительная атомная и молекулярная массы. Массовая доля элемента в соединении Урок №6

Слайд 2

Химическая формула - это условная запись, отражающая качественный и количественный состав химического соединения (чистого вещества). 3 Na 2 S O 4 Коэффициент Индексы Эле мен ты Три натрий два эс о четыре Na : 3*2 = 6 атомов S : 3*1 = 3 атома О: 3*4 = 12 атомов

Слайд 3

5Al 2 (SO 4 ) 3 Al : 5*2 = 10 атомов S : 5*3*1 = 15 атомов O : 5*3*4 = 60 атомов пять алюминий два эс о четыре трижды Индекс после скобки читается следующим образом: 2 – дважды 3 – трижды, и т.д.

Слайд 4

Правильно прочитайте формулы и укажите число атомов химических элементов 5 CuCl 2 , 10FeSO 4 , 8Al(NO 3 ) 3 , 2AgBr, 4BaI 2 , 6Na 3 PO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 2 , MgF 2 , 11CuSO 4 , NaCl , 2Al(ClO 4 ) 3 , 12KNO 3 , 3Fe 2 O 3 , 9Na 2 O, Cu(OH) 2 , 4KOH, 18H 2 O, 6CO 2 , 8HCl, 3H 2 SO 4 , 2HNO 3 Коэффициент или индекс = 1 не читается и не пишется!

Слайд 5

Относительная атомная масса это отношение абсолютной массы атома к 1/12 части абсолютной массы атома изотопа углерода 12 С. Обозначение: A r . Единицы измерения: безразмерная величина . Иногда измеряется в а.е.м . (атомные единицы массы). Абсолютная масса: m a (C) = 1,99·10 -26 кг A r (C) = 12·1,99·10 -26 /1,99·10 -26 = 12

Слайд 6

Значения A r для химических элементов Находятся в ячейке Периодической системы около символа химического элемента (часто это дробное число). Округляются до целых чисел (кроме A r ( Cl ) с учётом правил округления. A r ( Cl ) = 35,5

Слайд 7

Найдите A r для следующих химических элементов Na, H, N, O, K, Fe, Cl , Ca, Mg, Cu, F, C, Sn , Au, Ag

Слайд 8

Относительная молекулярная масса это отношение абсолютной массы молекулы к 1/12 части абсолютной массы атома изотопа углерода 12 С. Обозначение: М r . Единицы измерения: безразмерная величина . М r = сумме A r Х.Э., умноженных на их число. M r (Ca(H 2 PO 4 ) 2 = 1* A r (Ca)+4* A r (H)+2* A r (P)+8* A r (O) = = 1*40+4*1+2*31+8*16 = 234

Слайд 9

Рассчитайте M r для следующих химических соединений M r (O 2 ) = M r (H 2 O) = M r (C 6 H 12 O 6 ) = M r (CO 2 ) = M r (NaHCO 3 ) = M r (Ca(NO 3 ) 2 = M r ((NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ) =

Слайд 10

Массовая доля химического элемента в соединении это величина, которая показывает, какую часть в соединении составляет химический элемент. Обозначение: ω Единицы измерения: безразмерная или %. n – число атомов химического элемента

Слайд 11

Пример расчёта массовой доли (%) химических элементов в серной кислоте ( H 2 SO 4 ) M r (H 2 SO 4 ) = 2*1+32+4*16 = 98

Слайд 12

Домашнее задание §6, ответить на вопросы 1-8 стр. 43, вычислить массовую долю элементов в HClO 4 , HNO 3 , Al 2 (SO 4 ) 3

Урок в 8 классе по теме Химические формулы. Относительная атомная и молекулярные массы. | План-конспект урока по химии (8 класс) по теме:

Химические формулы. Относительная атомная и молекулярные массы.

Цели урока :     -  повторение написания и произношения знаков химических

                              элементов;

                            - рассмотреть понятие «химическая формула», «индекс»;

обучающие      -  рассмотреть понятия «относительная атомная» ,  

                            «относительная молекулярная масса»;

                            -   закрепление рассмотренных понятий  при решении

                              упражнений .

развивающие     - развитее памяти;

                            - развитие мышления;

                             -  развитее внимания.

воспитывающие  - формирование диалектико- материалистических

                                  представлений.

Оборудование: - периодическая система химических элементов;

                           - Химия  8 класс учебник  для общеобразовательных    

                             учреждений  О.С.Габриелян . - М:Дрофа, 2010

                             - Ким Е.П. Химия 8 класс. Рабочая тетрадь к учебнику

                             Габриеляна О.С. в 2ч.- Саратов , Лицей , 2008- Ч 1.

Условные обозначения: ☺- материал для записи;

                                          ☼-  задания для самостоятельной работы;

Ход урока

І Орг. момент. Сообщение темы урока, целей и задач.

(Возможно проведение урока с полным или частичным использованием печатных тетрадей)

ІΙ. Для проверки домашнего задания , с целью актуализации полученных ранее знаний , необходимых для объяснения новой темы проводится химический диктант

☼ Химический диктант: (на доске)- проводится на отдельных листках . По желанию учителя возможно 1-2 учащихся вызвать к доске (эти ребята работают за закрытой частью доски), а по окончании диктанта  открываем половинки доски и  совместно с учителем ,проверяя этих учащихся , каждый ученик проверяет себя.

Задание 1.На доске произношение химического  элемента — написать символ:

Це-

Аш-

Купрум

Эс-

Хлор-

Силициум-

Задание 2. Написать произношение химического символа и русское название химического элемента:

N

Al

Fe

O

Ag

Zn

Задание 3: Написать символ и произношение химического элемента:

Натрий-

Железо-

Медь-

Кислород-

Кремний-

ΙІΙ .Объяснение нового материала. Печ. Тетрадь Ч1 Стр.6

1.☺ Химическая формула- условная запись количественного и качественного состава вещества

Nh4 - эн аш три (записываем и проговариваем)

CuSO4- купрум эс о четыре

2. цифра 2 после водорода и 4  после  кислорода называется  индекс.

☺ Индекс-число атомов химического элемента в формуле.

 Задание 2 по Печ. тетр, стр 6:

FeBr3—

Ag3PO4—

AlCl3—

NaOH—

BaCO3—

3.3Н2О (проговариваем формулу). Число 3- коэффициент.

☺ Коэффициент показывает  число молекул вещества.

Задание 3 Печ. тетр. стр. 7

2Н2-2 молекулы водорода

3S—

4h3O—

5O2—

2Fe—

8 P—

3 h3S—

8CO2—

4. Атом водорода имеет массу 1,674 ∙10-24г. Атомная единица массы (а.е.м.)- это величина , равная 1,66∙10-24 атома изотопа углерода (примерно массе атома водорода)- это 1/12 массы атома углерода.

☺Относительная атомная масса (Ar)-это отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода . Это безразмерная величина, которая показывает во сколько раз масса атома данного элемента больше 1 а.е.м.

Задание 5 стр. 8 П.Т.- фронтальная работа

Расположите элементы в порядке уменьшения их относительных атомных масс: кальций, фосфор, натрий , железо, медь, водород, сера, хлор

5. ☺ Относительная молекулярная масса вещества (Mr) – это отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода. Это безразмерная величина, которая показывает во сколько масса молекулы данного вещества больше 1 а.е.м.

Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс с учётом индексов (числа атомов)

Задание 7 П.Т.стр 8- фронтальная работа

Пользуясь ПСХЭ, вычислите относительные молекулярные массы веществ.

Mr (Cu2O)=

Mr (Na3PO4)=

Mr (AlCl3)=

Mr (Ba3N2)=

Mr (KNO3)=

Mr (Fe (OH)2)=

Mr (Mg(NO3)2)=

Mr (Al2(SO4)3)=

6. Подведение итогов урока, выставление оценок.

7. Домашнее задание : §5 (уч. Габриелян О.С.. 8 кл), П.Т.Ч1 стр. 9-10 задания 8-10.

Химические формулы. Относительные атомная и молекулярная массы

Модель Дж. Дальтона и Й.Я. Берцелиуса

В на­ча­ле 19 в. (спу­стя 150 лет после работ Ро­бер­та Бойля) ан­глий­ский уче­ный Джон Даль­тон пред­ло­жил спо­соб опре­де­ле­ния массы ато­мов хи­ми­че­ских эле­мен­тов. Рас­смот­рим суть этого ме­то­да.

Даль­тон пред­ло­жил мо­дель, в со­от­вет­ствии с ко­то­рой в мо­ле­ку­лу слож­но­го ве­ще­ства вхо­дит толь­ко по од­но­му атому раз­лич­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов. На­при­мер, он счи­тал, что мо­ле­ку­ла воды со­сто­ит из 1 атома во­до­ро­да и 1 атома кис­ло­ро­да. В со­став про­стых ве­ществ по Даль­то­ну тоже вхо­дит толь­ко один атом хи­ми­че­ско­го эле­мен­та. Т.е. мо­ле­ку­ла кис­ло­ро­да долж­на со­сто­ять из од­но­го атома кис­ло­ро­да.

И тогда, зная мас­со­вые доли эле­мен­тов в ве­ще­стве, легко опре­де­лить во сколь­ко раз масса атома од­но­го эле­мен­та от­ли­ча­ет­ся от массы атома дру­го­го эле­мен­та. Таким об­ра­зом, Даль­тон счи­тал, что мас­со­вая доля эле­мен­та в ве­ще­стве опре­де­ля­ет­ся мас­сой его атома. 

Уче­ный за­ме­тил, что масса атома во­до­ро­да самая ма­лень­кая, т.к. нет слож­но­го ве­ще­ства, в ко­то­ром бы мас­со­вая доля во­до­ро­да была бы боль­ше мас­со­вой доли дру­го­го эле­мен­та. По­это­му он пред­ло­жил массы ато­мов эле­мен­тов срав­ни­вать с мас­сой атома во­до­ро­да. И таким путем вы­чис­лил пер­вые зна­че­ния от­но­си­тель­ных (от­но­си­тель­но атома во­до­ро­да) атом­ных масс хи­ми­че­ских эле­мен­тов.

Атом­ная масса во­до­ро­да была при­ня­та за еди­ни­цу. А зна­че­ние от­но­си­тель­ной массы серы по­лу­чи­лось рав­ным 17. Но все по­лу­чен­ные зна­че­ния были либо при­бли­зи­тель­ны­ми, либо невер­ны­ми, т.к. тех­ни­ка экс­пе­ри­мен­та того вре­ме­ни была да­ле­ка от со­вер­шен­ства и уста­нов­ка Даль­то­на о со­ста­ве ве­ще­ства была невер­ной.

В 1807 – 1817 гг. швед­ский химик Йёнс Якоб Бер­це­ли­ус про­вел огром­ное ис­сле­до­ва­ние по уточ­не­нию от­но­си­тель­ных атом­ных масс эле­мен­тов. Ему уда­лось по­лу­чить ре­зуль­та­ты, близ­кие к со­вре­мен­ным.

Массы атомов очень малы.

Абсолютные массы некоторых атомов:

 m(C) =1,99268 ∙ 10-23 г

   m(H) =1,67375 ∙ 10-24 г

   m(O) =2,656812 ∙ 10-23 г

В настоящее время в физике и химии принята единая система измерения.

Введена атомная единица массы (а.е.м.)

m(а.е.м.) = 1/12 m(12C) = 1,66057 ∙ 10-24 г.

· Ar(H) = m(атома) / m (а.е.м.) = 1,67375 ∙ 10-24 г/1,66057 ∙ 10-24 г = 1,0079 а.е.м.

Ar – показывает, во сколько раз данный атом тяжелее 1/12 части атома 12С, это безразмерная величина.

Относительная атомная масса - это 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.

Относительная атомная масса безразмерная величина

Например, относительная атомная масса атома кислорода равна 15,994 (используем значение из 

периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева). 
Записать это следует так, Ar(O) = 16. Всегда используем округлённое значение, исключение представляет относительная атомная масса атома хлора:

Ar(Cl) = 35,5

Связь между абсолютной и относительной массами атома представлена формулой: m(атома) = Ar ∙ 1,66 ∙ 10 -27 кг

III. Относительная молекулярная масса

В химии не ис­поль­зу­ют зна­че­ния аб­со­лют­ных масс мо­ле­кул, а поль­зу­ют­ся ве­ли­чи­ной от­но­си­тель­ная мо­ле­ку­ляр­ная масса. Она по­ка­зы­ва­ет, во сколь­ко раз масса мо­ле­ку­лы боль­ше 1/12 массы атома уг­ле­ро­да. Эту ве­ли­чи­ну обо­зна­ча­ют Mr.

От­но­си­тель­ная мо­ле­ку­ляр­ная масса равна сумме от­но­си­тель­ных атом­ных масс вхо­дя­щих в нее ато­мов. Вы­чис­лим от­но­си­тель­ную мо­ле­ку­ляр­ную массу воды.

Вы зна­е­те, что в со­став мо­ле­ку­лы воды вхо­дят два атома во­до­ро­да и один атом кис­ло­ро­да. Тогда ее от­но­си­тель­ная мо­ле­ку­ляр­ная масса будет равна сумме про­из­ве­де­ний от­но­си­тель­ной атом­ной массы каж­до­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та на число его ато­мов в мо­ле­ку­ле воды:

Посмотрите презентацию: “Вычисление относительной молекулярной массы серной кислоты”:

Урок 7. Относительная молекулярная и относительная формульная массы – HIMI4KA

У нас вышел новый курс, где всё объясняется ещё проще. Подробннее по ссылке

В уроке 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» из курса «Химия для чайников» научимся вычислять относительную молекулярную массу, а также относительную формульную массу веществ; кроме того, выясним что такое массовая доля и приведем формулу для ее вычисления. Напоминаю, что в прошлом уроке «Валентность» мы дадим определение валентности, научились ее определять; рассмотрели элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научились составлять химические формулы по валентности.

Каждый химический элемент характеризуется определенным значением относительной атомной массы. Состав любого вещества выражается молекулярной или простейшей формулой его структурной единицы

. Такая структурная единица состоит из определенного числа атомов химических элементов. Поэтому масса структурной единицы может быть выражена в атомных единицах массы.

Относительная молекулярная масса

Вещества молекулярного строения характеризуются величиной относительной молекулярной массы, которая обозначается Mr.

Относительная молекулярная масса — это физическая величина, равная отношению массы одной молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода.

Эта величина равна сумме относительных атомных масс всех химических элементов с учетом числа их атомов в молекуле. Например, рассчитаем относительную молекулярную массу воды H2O:

Относительная молекулярная масса серной кислоты H2SO4:

Относительные молекулярные массы, как и относительные атомные массы, являются величинами безразмерными. Значение Мr показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше атомной единицы массы u. Например, если Mr(H2O) = 18, это значит, что масса молекулы H2O в 18 раз больше 1/12 части массы атома углерода, т. е. в 18 раз больше атомной единицы массы. Соответственно, масса молекулы H2SO4 в 98 раз больше 1/12 части массы атома углерода.

Относительная формульная масса

Вещества немолекулярного строения также характеризуются подобной величиной, которая называется относительной формульной массой. Как и относительная молекулярная масса, она равна сумме относительных атомных масс всех элементов, входящих в состав структурной единицы таких веществ — формульной единицы, и также обозначается Mr. При этом, конечно, необходимо учитывать индексы у символов атомов.

Например, относительная формульная масса вещества CaCO3 равна:

Относительная формульная масса вещества Al2(SO4)3 равна:

Относительная формульная масса показывает, во сколько раз масса формульной единицы данного вещества больше 1/12 части массы атома углерода, или атомной единицы массы u.

Вычисление массовой доли химического элемента по формуле вещества

По формуле вещества можно рассчитать массовую долю атомов каждого химического элемента, который входит в состав этого вещества, т. е. определить, какую часть от общей массы вещества составляет масса атомов данного элемента.

Массовая доля (w) атомов химического элемента в веществе показывает, какая часть относительной молекулярной (формульной) массы вещества приходится на атомы данного элемента.

Массовая доля атомов элемента А в сложном веществе АxBy рассчитывается по формуле:

где w («дубль-вэ») — массовая доля элемента А;
Ar(А) — относительная атомная масса элемента А;
х, у — числа атомов элементов А и В в формуле вещества;
MrхBy) — относительная молекулярная (формульная) масса вещества АхBy.

Массовые доли выражаются в долях единицы или в процентах.

Пример. Определите массовые доли элементов в фосфорной кислоте H3PO4

Спойлер

[свернуть]

Краткие выводы урока:

  1. Относительная молекулярная (формульная) масса вещества — это физическая величина, равная отношению массы молекулы (формульной единицы) вещества к 1/12 части массы атома углерода.
  2. Эта величина равна сумме относительных атомных масс химических элементов, входящих в состав молекулы (формульной единицы) данного вещества, с учетом числа атомов каждого элемента.

Надеюсь урок 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Хотите ещё проще? Мы создали новый курс, где максимум за 7 дней вы овладете химией с нуля. Подробннее по ссылке

Химические формулы. Относительные атомная и молекулярная массы

Часть 1

1.


2. Ar элемента показывает, во сколько раз масса его атома больше 1/12 массы атома углерода.

Она указана в таблице Д.И. Менделеева, например:


3. Mr вещества показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы углерода.

Mr равна сумме Аr элементов с учетом их индексов.


4. Заполните таблицу "Информация о веществе"


Часть 2

1. Установите соответствие между формулой вещества и составом молекулы вещества.

Ответ: А-4, Б-6, В-2, Г-5


2. Разделите указанные вещества на простые и сложные: N2, NO, O3, AlCl3, Na2SO4, FeCl2, Ca, Cl2, KMnO4, P4

Простые вещества N2, O3, Ca, Cl2, P4
Сложные вещества NO, AlCl3, Na2SO4, FeCl2, KMnO4

 3. Исправьте неверно вычисленные значения относительных молекулярных масс для некоторых из приведенных формул.

Ответ: 3, 6

 


4. Установите соответствие между записью и тем, что она обозначает.

 Ответ: А-4, Б-3, В-1, Г-2


 5. Молекула сахарозы состоит из 12 атомов углерода, 22 атомов водорода и 11 атомов кислорода. Напишите ее формулу и рассчитайте относительную молекулярную массу.

Ответ: 342


6. Сравните по составу молекулы H2O и H2O2

Сходство: по качественному составу - атомы Н и О

Различие: по количественному составу, в молекуле воды атомов О на 1 меньше


7. Определите массовые доли водорода и кислорода в пероксиде водорода H2O2

 


8. Запишите формулы веществ, зная их произношение. Рассчитайте Мr

 


9. Придумайте и решите задачу на расчет массовой доли химического элемента в составе сложного вещества, состоящего из двух элементов.

Найти массовую долю каждого элемента в СО2

Урок 5. закон постоянства состава веществ. химические формулы. относительная атомная и молекулярная массы. массовая доля химического элемента в соединении - Химия - 8 класс


Закон постоянства состава. Относительная атомная и молекулярная массы. Массовая доля элемента
Атомы, как и молекулы обладают своей массой и размером. Массы атомов очень малы и определить ее путём точных измерений очень трудно, а в XVIII веке было невозможно. Большая заслуга в измерении атомных масс химических элементов принадлежит Джону Дальтону и Йенсу Якобу Берцелиусу, которые первыми попытались определить относительную атомную массу химических элементов.
В настоящее время для измерения массы атомов в качестве эталона принята масса одной двенадцатой части массы атома углерода. Массы атомов измеряют в атомных единицах массы. Такую массу называют относительной атомной массой, её условное обозначение взято от двух английских слов: A – atoms, r – relative (Ar). Значения относительных атомных масс можно узнать по периодической системе химических элементов: Ar (O) = 16. Эта запись означает, что относительная атомная масса кислорода равна 16. При вычислениях обычно используют округлённые значения. Относительную атомную массу хлора округлять до целого числа не принято: Ar (Cl) = 35,5.
Для того чтобы узнать массу молекулы необходимо знать ее состав. Вопрос определения качественного и количественного состава вещества являлся очень важным для дальнейшего развития химии как науки. На рубеже XVIII–XIX веков не было приборов, которые бы точно определяли атомы каких элементов входят в состав вещества, в каких соотношениях. Всё это можно было установить только косвенным путём. Французский химик Жозеф Луи Пруст сформулировал закон постоянства состава веществ: «каждое химически чистое вещество независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный состав». Этот закон дал возможность описывать состав веществ при помощи уже известных символов – знаков химических элементов.
Известно, что в молекуле воды на два атома водорода приходится один атом кислорода: h3O. Химическая формула воды читается «аш-два-о». В серной кислоте на два атома водорода приходится один атом серы и четыре атома кислорода: h3SO4. Химическая формула серной кислоты читается «аш-два-эс-о-четыре». Условную запись состава вещества называют химической формулой. Знаки химических элементов указывают на качественный состав вещества, а индексы – на количественный состав вещества. Если нужно записать несколько молекул вещества, то используют коэффициенты. Тогда 3 молекулы воды можно записать так: 3h3O.
Зная состав вещества, легко определить и относительную массу молекулы. Она обозначается Mr и рассчитывается как сумма масс всех атомов в молекуле. Рассчитаем, чему равна относительная молекулярная масса водорода. Молекула водорода состоит из двух атомов, поэтому химическая формула водорода h3. Относительная молекулярная масса водорода нам известна, поэтому: Mr (h3) = 2 * Ar (H) = 2 * 1 = 2
Так же можно рассчитать и относительную молекулярную массу любой молекулы. Например, молекулы сахара: Mr (C12h32O11) = 12 * Ar (C) + 22 * Ar (H) + 11 * Ar (O) = 12 * 12 + 22 * 1 + 11 * 16 = 342
Ещё одной важной количественной характеристикой вещества является массовая доля химического элемента, т.е. отношения массы всех атомов данного химического элемента к массе вещества. Обозначается массовая доля греческой буквой омега – ω, вычисляется по формуле:
Например, в молекуле сероводорода массовая доля водорода составляет 5,9 %, а серы 94,1 %. Как определить состав сероводорода?
По условию задачи в ста атомных единицах массы (аем) 5,9 атомных единиц массы водорода и 94,1 атомная единица массы серы. Для того чтобы определить соотношения количества атомов водорода и серы в 100 единицах аем сероводорода, разделим значение аем каждого химического элемента на величину его относительной атомной массы.
Получившиеся величины необходимо привести к целочисленным значениям. Сделаем это, разделив оба числа на меньшее из них.
Эти числа принимаются в качестве индексов в простейшей формуле данного вещества.
x = 2; y = 1
Ответ: формула сероводорода h3S.
Справочный материал:
• Закон постоянства состава: «Каждое химически чистое вещество независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный состав» (в начале 20 века было установлено существование веществ с переменным составом)
• Химическая формула – это условная запись состава вещества посредством химических знаков и индексов.
• Индекс – в химической формуле показывает число атомов данного химического элемента в молекуле данного вещества.
• Химический знак (символ) – условное обозначение химического элемента. Первая буква (заглавная) его латинского названия. Иногда добавляется вторая буква – одна из последующих, обязательно строчная.
• Относительная атомная масса – это величина, которая показывает, во сколько раз масса атома химического элемента больше 1/12 массы атома углерода. Условное обозначение Ar.
• Относительная молекулярная масса – это величина, которая показывает, во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Условное обозначение Mr.
• Массовая доля химического элемента в веществе – это отношение массы атомов определённого химического элемента к массе вещества. Представляет собой количественную характеристику вещества. Обозначается ω [омега].

Молекулярный вес NO

Молярная масса of NO = 30,0061 г / моль

Это соединение также известно как оксид азота.

Перевести граммы NO в моль или моль NO в граммы

Расчет молекулярной массы:
14.0067 + 15.9994


Элемент Условное обозначение Атомная масса Количество атомов Массовый процент
Азот N 14.0067 1 46,680%
Кислород O 15,9994 1 53,320%

Обратите внимание, что все формулы чувствительны к регистру. Вы хотели найти молекулярную массу одной из этих похожих формул?
НЕТ
Нет



В химии вес формулы - это величина, вычисляемая путем умножения атомного веса (в единицах атомной массы) каждого элемента в химической формуле на количество атомов этого элемента, присутствующего в формуле, с последующим сложением всех этих продуктов вместе.

Формула веса особенно полезна при определении относительного веса реагентов и продуктов в химической реакции. Эти относительные веса, вычисленные по химическому уравнению, иногда называют весами по уравнениям.

Используя химическую формулу соединения и периодическую таблицу элементов, мы можем сложить атомные веса и вычислить молекулярную массу вещества.

Если формула, используемая при вычислении молярной массы, является молекулярной формулой, вычисленная формула веса является молекулярной массой.Весовой процент любого атома или группы атомов в соединении можно вычислить, разделив общий вес атома (или группы атомов) в формуле на вес формулы и умножив на 100.

Атомные веса, используемые на этом сайте, получены от NIST, Национального института стандартов и технологий. Мы используем самые распространенные изотопы. Вот как рассчитывается молярная масса (средняя молекулярная масса), которая основана на изотропно взвешенных средних. Это не то же самое, что молекулярная масса, которая представляет собой массу одной молекулы четко определенных изотопов.Для объемных стехиометрических расчетов мы обычно определяем молярную массу, которую также можно назвать стандартной атомной массой или средней атомной массой.

Определение молярной массы начинается с единиц граммов на моль (г / моль). При расчете молекулярной массы химического соединения он говорит нам, сколько граммов содержится в одном моль этого вещества. Вес формулы - это просто вес в атомных единицах массы всех атомов в данной формуле.

Часто на этом сайте просят перевести граммы в моль.Чтобы выполнить этот расчет, вы должны знать, какое вещество вы пытаетесь преобразовать. Причина в том, что на конверсию влияет молярная масса вещества. Этот сайт объясняет, как найти молярную массу.

Молекулярная масса N

Молярная масса of N = 14,0067 г / моль

Перевести граммы N в моль или моль N в граммы


Элемент Условное обозначение Атомная масса Количество атомов Массовый процент
Азот N 14.0067 1 100,000%

В химии вес формулы - это величина, вычисляемая путем умножения атомного веса (в единицах атомной массы) каждого элемента в химической формуле на количество атомов этого элемента, присутствующего в формуле, с последующим сложением всех этих продуктов вместе.

Атомные веса, используемые на этом сайте, получены от NIST, Национального института стандартов и технологий. Мы используем самые распространенные изотопы. Вот как рассчитывается молярная масса (средняя молекулярная масса), которая основана на изотропно взвешенных средних.Это не то же самое, что молекулярная масса, которая представляет собой массу одной молекулы четко определенных изотопов. Для объемных стехиометрических расчетов мы обычно определяем молярную массу, которую также можно назвать стандартной атомной массой или средней атомной массой.

Часто на этом сайте просят перевести граммы в моль. Чтобы выполнить этот расчет, вы должны знать, какое вещество вы пытаетесь преобразовать. Причина в том, что на конверсию влияет молярная масса вещества. Этот сайт объясняет, как найти молярную массу.

Если формула, используемая при вычислении молярной массы, является молекулярной формулой, вычисленная формула веса является молекулярной массой. Весовой процент любого атома или группы атомов в соединении можно вычислить, разделив общий вес атома (или группы атомов) в формуле на вес формулы и умножив на 100.

Используя химическую формулу соединения и периодическую таблицу элементов, мы можем сложить атомные веса и вычислить молекулярную массу вещества.

Определение молярной массы начинается с единиц граммов на моль (г / моль). При расчете молекулярной массы химического соединения он говорит нам, сколько граммов содержится в одном моль этого вещества. Вес формулы - это просто вес в атомных единицах массы всех атомов в данной формуле.

Формула веса особенно полезна при определении относительного веса реагентов и продуктов в химической реакции. Эти относительные веса, вычисленные по химическому уравнению, иногда называют весами по уравнениям.

3: Относительные атомные массы и эмпирические формулы

Foundation

Мы начнем с принятия центральных постулатов атомно-молекулярной теории . Это: элементы состоят из одинаковых атомов; все атомы одного элемента имеют одинаковую характеристическую массу; количество и массы этих атомов не меняются при химическом превращении; соединения состоят из идентичных молекул, состоящих из атомов, объединенных в простых целочисленных отношениях. Мы также предполагаем, что знаем наблюдаемые законы природы, на которых основана эта теория: закон сохранения массы , закон определенных пропорций и закон множественных пропорций .

Голы

Мы пришли к выводу, что атомы объединяются в простых соотношениях и образуют молекулы. Однако мы не знаем, что это за отношения. Другими словами, мы еще не определили никаких молекулярных формул. В Таблице 2.2 мы обнаружили, что массовые отношения для соединений оксида азота соответствуют множеству различных молекулярных формул. Взгляд на данные по оксиду азота показывает, что оксид B может быть \ (\ ce {NO} \), \ (\ ce {NO_2} \), \ (\ ce {N_2O} \) или любым другим простым соотношением .

Каждая из этих формул соответствует различным возможным относительным атомным весам азота и кислорода.Поскольку оксид B имеет отношение кислорода к азоту 1,14: 1, то относительные массы кислорода к азоту могут составлять 1,14: 1, 2,28: 1, 0,57: 1 или многие другие простые возможности. Если бы мы знали относительные массы атомов кислорода и азота, мы могли бы определить молекулярную формулу оксида B. С другой стороны, если бы мы знали молекулярную формулу оксида B, мы могли бы определить относительные массы атомов кислорода и азота. Если мы решаем одну проблему, мы решаем обе. Наша проблема в том, что нам нужен простой способ «подсчитать» атомы, по крайней мере, в относительных числах.

Наблюдение 1: Объемные отношения в химических реакциях

Хотя масса сохраняется, большинство химических и физических свойств не сохраняются во время реакции. Объем - одно из тех свойств, которое не сохраняется, особенно когда в реакции используются газы в качестве реагентов или продуктов. Например, водород и кислород вступают во взрывную реакцию с образованием водяного пара. Если мы возьмем 1 литр газообразного кислорода и 2 литра газообразного водорода, путем тщательного анализа мы сможем обнаружить, что реакция этих двух объемов завершена, без остатков водорода и кислорода, и что образуется два литра водяного пара.Обратите внимание, что общий объем не сохраняется: 3 литра кислорода и водорода превращаются в 2 литра водяного пара. (Все объемы измеряются при одинаковой температуре и давлении.)

Более примечателен тот факт, что отношения объемов представляют собой простые целочисленные отношения: 1 литр кислорода: 2 литра водорода: 2 литра воды. Этот результат оказывается общим для реакций с участием газов. Например, 1 литр газообразного азота реагирует с 3 литрами газообразного водорода с образованием 2 литров газообразного аммиака.1 литр газообразного водорода объединяется с 1 литром газообразного хлора с образованием 2 литров газообразного хлористого водорода. Эти наблюдения можно обобщить в Закон объединения объемов .

Закон объединения объемов

Когда газы соединяются во время химической реакции при фиксированных давлении и температуре, отношения их объемов представляют собой простые целочисленные отношения.

Эти простые целочисленные отношения поразительны, особенно если рассматривать их в свете наших выводов из Закона множественных пропорций.Атомы соединяются в простых целочисленных отношениях, и, очевидно, объемы газов также объединяются в простых целочисленных отношениях. Почему это могло быть? Одно простое объяснение этого сходства состоит в том, что объемное соотношение и соотношение атомов и молекул в реакции одинаковы. В случае водорода и кислорода это будет означать, что соотношение объемов (1 литр кислорода: 2 литра водорода: 2 литра воды) такое же, как соотношение атомов и молекул (1 атом кислорода: 2 атомы водорода: 2 молекулы воды).Чтобы это было правдой, равные объемы газа должны содержать равное количество частиц газа (атомов или молекул), независимо от типа газа. Если это так, это означает, что объем газа должен быть прямой мерой количества частиц (атомов или молекул) в газе. Это позволило бы «подсчитать» количество частиц газа и определить молекулярные формулы.

Однако этот вывод вызывает большие проблемы. Посмотрите на данные по образованию хлористого водорода: из 1 литра водорода плюс 1 литр хлора получается 2 литра хлористого водорода.Если наше мышление верно, то это эквивалентно утверждению, что 1 атом водорода плюс 1 атом хлора составляют 2 молекулы хлористого водорода. Но как такое могло быть? Как мы могли сделать две одинаковые молекулы из одного атома хлора и одного атома водорода? Это потребовало бы от нас разделить каждый атом водорода и хлора, нарушив постулаты атомно-молекулярной теории.

Другая проблема возникает, когда мы взвешиваем газы: 1 литр газообразного кислорода весит больше, чем 1 литр водяного пара.Если мы предположим, что эти объемы содержат равное количество частиц, то мы должны сделать вывод, что 1 частица кислорода весит больше, чем 1 частица воды. Но как такое могло быть? Казалось бы, молекула воды, содержащая хотя бы один атом кислорода, должна весить больше одной частицы кислорода.

Это серьезные возражения против идеи, что равные объемы газа содержат равное количество частиц. Наш постулат, похоже, противоречит здравому смыслу и экспериментальным наблюдениям.Однако не менее убедительны и простые соотношения Закона объединения объемов. Почему объемы должны реагировать в простых целочисленных отношениях, если они не представляют равное количество частиц? Рассмотрим противоположную точку зрения: если равные объемы газа не содержат равного количества частиц, то равное количество частиц должно содержаться в неравных объемах, не связанных целыми числами. Теперь, когда мы объединяем частицы в простых целочисленных соотношениях для образования молекул, требуемые объемы газов будут давать явно нецелочисленные отношения.Закону объединения объемов следует слегка противоречить. Есть только один логический выход. Мы примем вывод из закона объединения объемов, согласно которому равных объемов газа содержат равное количество частиц , вывод, известный как гипотеза Авогадро . Как учесть тот факт, что из 1 литра водорода плюс 1 литр хлора получается 2 литра хлористого водорода? Есть только один способ для одной частицы водорода произвести 2 идентичных молекулы хлористого водорода: каждая частица водорода должна содержать более одного атома.Фактически каждая частица (или молекула) водорода должна содержать четное число атомов водорода. Точно так же молекула хлора должна содержать четное число атомов хлора.

Более подробно, мы видим, что

\ [1 \: \ text {литр водорода} + 1 \: \ text {литр хлора} \ rightarrow 2 \: \ text {литры хлористого водорода} \]

Предполагая, что каждый литровый объем содержит равное количество частиц, мы можем интерпретировать это наблюдение как

\ [1 \ ce {H_2} \: \ text {молекула} + 1 \ ce {Cl_2} \: \ text {молекула} \ rightarrow 2 \ ce {HCl} \: \ text {молекулы} \]

(В качестве альтернативы, в каждой молекуле водорода и в каждой молекуле хлора может быть любое фиксированное четное число атомов.Мы предположим простейшую возможность и посмотрим, не приведет ли это к противоречиям.)

Это замечательный результат, поскольку он правильно учитывает закон объединения объемов и устраняет наши опасения по поводу создания новых атомов. Самое главное, теперь мы знаем молекулярную формулу хлористого водорода. По сути, мы нашли способ «подсчета» атомов в реакции путем измерения объема реагирующих газов.

Этот метод позволяет нам узнать молекулярную формулу многих соединений.Например,

\ [2 \: \ text {литры водорода} + 1 \: \ text {литры кислорода} \ rightarrow 2 \: \ text {литры воды} \]

Для этого требуется, чтобы частицы кислорода содержали четное число атомов кислорода. Теперь мы можем интерпретировать это уравнение как говорящее, что

\ [2 \ ce {H_2} \: \ text {молекулы} + 1 \ ce {O_2} \: \ text {молекула} \ rightarrow 2 \ ce {H_2O} \: \ text {молекулы} \]

Теперь, когда мы знаем молекулярную формулу воды, мы можем сделать определенный вывод об относительных массах атомов водорода и кислорода.Напомним из таблицы 2.1, что массовое отношение кислорода к водороду в воде составляет 8: 1. Поскольку на каждый атом кислорода в воде приходится два атома водорода, то массовое соотношение требует, чтобы один атом кислорода весил в 16 раз больше массы атома водорода.

Чтобы определить масштаб масс атомов, нам просто нужно выбрать эталон. Например, для наших целей мы скажем, что атом водорода имеет массу 1 в атомной шкале масс. Тогда атом кислорода имеет массу 16 по этой шкале.

Наши выводы учитывают очевидные проблемы с массами реагирующих газов, в частности, то, что газообразный кислород весит больше, чем водяной пар.Это казалось бессмысленным: учитывая, что вода содержит кислород, казалось бы, вода должна весить больше, чем кислород. Однако теперь это понятно: молекула воды, содержащая только один атом кислорода, имеет массу 18, тогда как молекула кислорода, содержащая два атома кислорода, имеет массу 32.

Определение атомного веса газообразных элементов

Теперь, когда мы можем подсчитывать атомы и молекулы для определения молекулярных формул, нам нужно определить относительный атомный вес для всех атомов.Затем мы можем использовать их для определения молекулярных формул любого соединения из массовых соотношений элементов в соединении.

Начнем с изучения данных о реакциях, связанных с законом объединения объемов. Возвращаясь к данным по оксиду азота, приведенным в Модуле 2, мы напоминаем, что есть три соединения, образованных из азота и кислорода. Теперь измеряем объемы, которые складываются в каждый. Мы обнаружили, что 2 литра оксида B можно разложить на 1 литр азота и 1 литр кислорода.Из приведенных выше рассуждений, частица азота должна содержать четное число атомов азота. Пока мы предполагаем, что азот - это \ (\ ce {N_2} \). Мы уже сделали вывод, что кислород - это \ (\ ce {O_2} \). Следовательно, молекулярная формула оксида B - \ (\ ce {NO} \), и мы называем его оксидом азота. Поскольку мы уже определили, что отношение массы кислорода к азоту составляет 1,14: 1, то, если мы присвоим кислороду массу 16, как указано выше, масса азота будет равна 14. (То есть \ (\ frac {16} {1.14) } = 14 \).) 2 литра оксида А образуются из 2 литров кислорода и 1 литра азота.Следовательно, оксид A - это \ (\ ce {NO_2} \), который мы называем диоксидом азота. Обратите внимание, что мы прогнозируем массовое отношение кислорода к азоту \ (\ frac {32} {14} = 2,28: 1 \) в соответствии с данными. Оксид C представляет собой \ (\ ce {N_2O} \), называемый закисью азота, и, по прогнозам, имеет массовое соотношение \ (\ frac {16} {28} = 0,57: 1 \), что опять же согласуется с данными. Теперь мы разрешили неоднозначность молекулярных формул.

Что, если бы азот на самом деле был \ (\ ce {N_4} \)? Тогда первый оксид будет \ (\ ce {N_2O} \), второй будет \ (\ ce {N_2O_2} \), а третий будет \ (\ ce {N_4O} \).Кроме того, масса атома азота будет 7. Почему мы не предполагаем этого? Просто потому, что при этом мы всегда обнаружим, что минимальная относительная масса азота в любой молекуле равна 14. Хотя это могут быть два атома азота, нет оснований полагать, что это так. Следовательно, один атом азота весит 14, а частицы газообразного азота равны \ (\ ce {N_2} \).

Определение атомного веса негазообразных элементов

Мы можем продолжить этот тип измерения, дедукции и предсказания для любого соединения, которое является газом и которое состоит из элементов, являющихся газами.Но это не поможет нам с атомными массами негазообразных элементов и не позволит нам определить молекулярные формулы для соединений, которые содержат эти элементы.

Рассмотрим углерод, важный пример. Есть два оксида углерода. Оксид А имеет массовое отношение кислорода к углероду 1,33: 1, а оксид В имеет массовое отношение 2,66: 1. Измерение реакционных объемов показывает, что 1 литр оксида А образуется из 0,5 литра кислорода. Следовательно, каждая молекула оксида А содержит только половину атомов кислорода, чем молекула кислорода.Таким образом, оксид А содержит один атом кислорода. Но сколько в нем атомов углерода? Мы пока не можем определить это, потому что элементарный углерод твердый, а не газ. Это означает, что мы также не можем определить, какова масса атома углерода.

Но мы можем попробовать другой подход: мы взвешиваем 1 литр оксида А и 1 литр газообразного кислорода. В результате мы обнаружили, что оксид А весит 0,875 раза на литр больше, чем газообразный кислород. Поскольку мы предположили, что фиксированный объем газа содержит фиксированное количество частиц, то 1 литр оксида A содержит столько же частиц, сколько 1 литр газообразного кислорода.Следовательно, каждая частица оксида A весит в 0,875 раза больше, чем частица газообразного кислорода (то есть молекула \ (\ ce {O_2} \)). Поскольку молекула \ (\ ce {O_2} \) весит 32 по нашей атомной шкале масс, то частица оксида A весит \ (0,875 \ times 32 = 28 \). Теперь мы знаем молекулярную массу оксида А.

Кроме того, мы уже определили из объединенных объемов, что оксид A содержит единственный атом кислорода с массой 16. Следовательно, масса углерода в оксиде A равна 12. Однако на данный момент мы не знаем, является ли это атомом кислорода. атом углерода массы 12, два атома массы 6, восемь атомов массы 1.5 или одна из многих других возможностей.

Для дальнейшего прогресса мы проводим дополнительные измерения других углеродсодержащих газовых соединений. 1 литр оксида B углерода образуется из 1 литра кислорода. Следовательно, каждая молекула оксида B содержит два атома кислорода. 1 литр оксида B весит в 1,375 раза больше, чем 1 литр кислорода. Следовательно, одна молекула оксида B имеет массу \ (1,375 \ times 32 = 44 \). Поскольку в молекуле оксида B два атома кислорода, масса кислорода в оксиде B равна 32.Следовательно, масса углерода в оксиде B равна 12, как в оксиде A.

Мы можем повторить этот процесс для многих таких газообразных соединений, содержащих атомы углерода. В каждом случае мы обнаруживаем, что масса углерода в каждой молекуле равна 12 или кратна 12. Мы никогда не находим, например, 6 или 18), что было бы возможно, если бы каждый атом углерода имел массу 6. Простейший вывод состоит в том, что атом углерода имеет массу 12. Как только мы знаем атомную массу углерода, мы можем заключить, что молекулярная формула оксида A - \ (\ ce {CO} \), а оксида B - \ (\ ce { CO_2} \).

Следовательно, атомные массы негазообразных элементов могут быть определены путем измерения массы и объема газообразных соединений, содержащих эти элементы. Это довольно общая процедура, и таким образом можно определить большинство атомных масс.

Молекулы, молекулярные формулы и стехиометрические расчеты

Мы начали с круговой дилеммы: мы могли определять молекулярные формулы при условии, что мы знали атомные массы, но что мы могли определять атомные массы только исходя из знания молекулярных формул.Поскольку теперь у нас есть метод определения всех атомных масс, мы решили эту дилемму и можем определить молекулярную формулу для любого соединения, для которого у нас есть процентный состав по массе.

В качестве простого примера рассмотрим соединение, которое состоит из \ (40,0 \% \) углерода, \ (53,3 \% \) кислорода и \ (6,7 \% \) водорода по массе. Вспомните из Закона определенных пропорций, что эти массовые отношения не зависят от образца, поэтому мы можем взять любой подходящий образец для проведения анализа.Предполагая, что у нас есть \ (100.0 \: \ text {g} \) соединения, мы должны иметь \ (40.0 \: \ text {g} \) углерода, \ (53.3 \: \ text {g} \) кислорода и \ (6.7 \: \ text {g} \) водорода. Если бы мы могли подсчитать или иным образом определить количество атомов каждого элемента, представленного этими массами, мы получили бы молекулярную формулу. Однако это было бы не только чрезвычайно сложно, но и ненужно.

Из нашего определения атомных масс мы можем отметить, что 1 атом углерода имеет массу 12.0 раз больше массы атома водорода. Следовательно, масса \ (N \) атомов углерода также в 12,0 раз больше массы \ (N \) атомов водорода, независимо от того, что такое \ (N \). Если мы внимательно рассмотрим это, то обнаружим, что \ (12.0 \: \ text {g} \) углерода содержит точно такое же количество атомов, как \ (1.0 \: \ text {g} \) водорода. Точно так же отметим, что 1 атом кислорода имеет массу, которая в \ (\ frac {16.0} {12.0} \) раз больше массы атома углерода. Следовательно, масса \ (N \) атомов кислорода равна \ (\ frac {16.0} {12.0} \) умножить на массу \ (N \) атомов углерода. Опять же, мы можем заключить, что \ (16.0 \: \ text {g} \) кислорода содержит точно такое же количество атомов, как \ (12.0 \: \ text {g} \) углерода, которое, в свою очередь, является тем же числом. атомов как \ (1.0 \: \ text {g} \) водорода. Не зная (или обязательно даже не заботясь) о том, что это за число, мы можем сказать, что оно одинаково для всех трех элементов.

Тогда для удобства мы определим как количество атомов в \ (12.0 \: \ text {g} \) как 1 моль атомов.Обратите внимание, что 1 моль - это определенное количество частиц, так же как 1 дюжина - это определенное количество, независимо от того, какие объекты мы считаем. Преимущество такого определения моля заключается в том, что легко определить количество молей вещества, которое у нас есть, а знание количества молей эквивалентно подсчету количества атомов (или молекул) в образце. Например, \ (24.0 \: \ text {g} \) углерода содержит 2,0 моля атомов, \ (30.0 \: \ text {g} \) углерода содержит 2,5 моля атомов, и, как правило, \ ( x \) граммов углерода содержит \ (\ frac {x} {12.0} \) молей атомов. Также напомним, что \ (16.0 \: \ text {g} \) кислорода содержит ровно столько же атомов, сколько \ (12.0 \: \ text {g} \) углерода, и, следовательно, \ (16.0 \: \ text {g} \) кислорода содержит ровно 1,0 моль атомов кислорода. Таким образом, \ (32.0 \: \ text {g} \) кислорода содержит 2,0 моля атомов кислорода, \ (40.0 \: \ text {g} \) кислорода содержит 2,5 моля, а \ (x \) граммов кислорода содержит \ (\ frac {x} {16.0} \) молей атомов кислорода. В более общем плане, если у нас есть \ (m \) граммов элемента с атомной массой \ (M \), количество молей атомов \ (n \) равно

.

\ [n = \ frac {m} {M} \]

Теперь мы можем определить относительное количество атомов углерода, кислорода и водорода в нашем неизвестном выше соединении.В образце \ (100.0 \: \ text {g} \) у нас есть \ (40.0 \: \ text {g} \) углерода, \ (53.3 \: \ text {g} \) кислорода и \ (6.7 \: \ text {g} \) водорода. Таким образом, количество молей атомов в каждом элементе составляет

.

\ [\ begin {align} n_ \ ce {C} & = \ frac {40.0 \: \ text {g}} {12.0 \: \ frac {\ text {g}} {\ text {mol}}} \ \ & = 3.33 \: \ text {mol} \\ n_ \ ce {O} & = \ frac {53.3 \: \ text {g}} {16.0 \: \ frac {\ text {g}} {\ text { mol}}} \\ & = 3.33 \: \ text {mol} \\ n_ \ ce {H} & = \ frac {6.7 \: \ text {g}} {1.0 \: \ frac {\ text {g} } {\ text {mol}}} \\ & = 6.67 \: \ text {mol} \ end {align} \]

Заметим, что числа молей атомов элементов находятся в простом соотношении \ (n_ \ ce {C}: n_ \ ce {O}: n_ \ ce {H} = 1: 1: 2 \). Поскольку количество частиц в 1 моль одинаково для всех элементов, то также должно быть верно, что количество атомов элементов находится в простом соотношении 1: 1: 2. Следовательно, молекулярная формула соединения должна быть \ (\ ce {COH_2} \).

Или это? При дальнейшем размышлении мы должны понять, что простое соотношение 1: 1: 2 не обязательно должно представлять точное количество атомов каждого типа в молекуле соединения, поскольку это действительно только соотношение.Таким образом, молекулярная формула может так же легко быть \ (\ ce {C_2O_2H_4} \) или \ (\ ce {C_3O_3H_6} \). Поскольку формула \ (\ ce {COH_2} \) основана на эмпирических данных о соотношении масс, мы называем это эмпирической формулой соединения . Чтобы определить молекулярную формулу , нам нужно определить относительную массу молекулы соединения, то есть молекулярную массу. Один из способов сделать это основан на Законе объединения объемов, Гипотезе Авогадро и Законе об идеальном газе .Однако для иллюстрации, если бы мы обнаружили, что относительная масса одной молекулы соединения равна 60,0, мы могли бы заключить, что молекулярная формула имеет вид \ (\ ce {C_2O_2H_4} \).

Обзор и вопросы для обсуждения

Укажите закон объединения объемов и приведите пример вашей собственной конструкции, демонстрирующей этот закон.

Объясните, как закон объединения объемов в сочетании с атомно-молекулярной теорией напрямую приводит к гипотезе Авогадро о том, что равные объемы газа при одинаковых температурах и давлении содержат одинаковое количество частиц.

Используйте гипотезу Авогадро, чтобы продемонстрировать, что молекулы газообразного кислорода не могут быть одноатомными.

Плотность водяного пара при комнатной температуре и атмосферном давлении равна \ (0,737 \: \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} \). Соединение A представляет собой \ (80,0 \% \) углерод по массе и \ (20,0 \% \) водород. Соединение B представляет собой \ (83,3 \% \) углерод по массе и \ (16,7 \% \) водород. Плотность газообразного Соединения A равна \ (1.227 \: \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} \), а плотность Соединения B составляет \ (2.948 \: \ frac {\ text {g }} {\ text {L}} \).Покажите, как эти данные могут быть использованы для определения молярных масс соединений A и B, предполагая, что вода имеет молекулярную массу 18.

Из приведенных выше результатов определите массу углерода в молекуле соединения A и в молекуле соединения B. Объясните, как эти результаты показывают, что атом углерода имеет атомную массу 12.

Объясните полезность вычисления количества молей в образце вещества.

Объясните, как мы можем сделать вывод, что \ (28 \: \ text {g} \) газообразного азота \ (\ left (\ ce {N_2} \ right) \) содержит ровно столько же молекул, сколько \ (32 \: \ text {g} \) газообразного кислорода \ (\ left (\ ce {O_2} \ right) \), хотя мы не можем сосчитать это число.

Авторы и авторство

3.3: Формула масс - химия LibreTexts

Когда новое химическое соединение, такое как потенциально новое лекарство, синтезируется в лаборатории или выделяется из природного источника, химики определяют его элементный состав, его эмпирическую формулу и его структуру, чтобы понять его свойства. В этом разделе основное внимание уделяется тому, как определить эмпирическую формулу соединения, а затем использовать ее для определения молекулярной формулы, если известна молярная масса соединения.

Формула и молекулярная масса

По формуле вес вещества представляет собой сумму атомных масс каждого атома в его химической формуле . Например, вода (H 2 O) имеет вес по формуле:

\ [2 \ times (1.0079 \; а.е.м.) + 1 \ times (15.9994 \; amu) = 18.01528 \; amu \]

Если вещество существует в виде дискретных молекул (как с атомами, которые химически связаны между собой ), тогда химическая формула - это молекулярная формула , а формула вес - молекулярная масса .Например, углерод, водород и кислород могут химически связываться с образованием молекулы сахара , глюкозы с химической и молекулярной формулой C 6 H 12 O 6 . Формульный вес и молекулярный вес глюкозы составляют:

\ [6 \ times (12 \; amu) + 12 \ times (1.00794 \; amu) + 6 \ times (15.9994 \; amu) = 180.0 \; amu \]

Ионные вещества не связаны химически и не существуют в виде отдельных молекул. Однако они действительно объединяются в дискретных соотношениях ионов.Таким образом, мы можем описать их формулы масс, но не их молекулярные массы . Например, столовая соль (\ (\ ce {NaCl} \)) имеет формульный вес:

.

\ [23,0 \; amu + 35,5 \; amu = 58,5 \; amu \]

Состав в процентах от формул

В некоторых типах анализа важно знать массовый процент каждого типа элемента в соединении. Закон определенных пропорций гласит, что химическое соединение всегда содержит одинаковую пропорцию элементов по массе; то есть процентный состав - процентное содержание каждого элемента, присутствующего в чистом веществе - составляет , константа (хотя есть исключения из этого закона).Возьмем, например, метан (\ (CH_4 \)) с формулой и молекулярной массой:

.

\ [1 \ times (12.011 \; amu) + 4 \ times (1.008) = 16.043 \; amu \]

относительные (массовые) проценты углерода и водорода равны

\ [\% C = \ dfrac {1 \ times (12.011 \; amu)} {16.043 amu} = 0,749 = 74.9 \% \]

\ [\% H = \ dfrac {4 \ times (1.008 \; amu)} {16.043 \; amu} = 0,251 = 25,1 \% \]

Более сложным примером является сахароза (столовый сахар), которая содержит 42,11% углерода, 6,48% водорода и 51.41% кислорода по массе. Это означает, что 100,00 г сахарозы всегда содержат 42,11 г углерода, 6,48 г водорода и 51,41 г кислорода. Сначала молекулярная формула сахарозы (C 12 H 22 O 11 ) используется для расчета массового процента составляющих элементов; массовый процент затем может быть использован для определения эмпирической формулы .

Согласно молекулярной формуле каждая молекула сахарозы содержит 12 атомов углерода, 22 атома водорода и 11 атомов кислорода.Следовательно, моль молекул сахарозы содержит 12 моль атомов углерода, 22 моль атомов водорода и 11 моль атомов кислорода. Эта информация может быть использована для расчета массы каждого элемента в 1 моль сахарозы, что дает молярную массу сахарозы. Эти массы затем можно использовать для расчета процентного состава сахарозы. С точностью до трех десятичных знаков вычисления следующие:

\ [\ text {масса C / моль сахарозы} = 12 \, моль \, C \ times {12.011 \, г \, C \ over 1 \, mol \, C} = 144.132 \, g \, C \ label {3.1.1a} \]

\ [\ text {масса H / моль сахарозы} = 22 \, моль \, H \ times {1.008 \, g \, H \ over 1 \, mol \, H} = 22.176 \, g \, H \ label {3.1.1b} \]

\ [\ text {масса O / моль сахарозы} = 11 \, моль \, O \ times {15.999 \, г \, O \ over 1 \, mol \, O} = 175.989 \, g \, O \ label {3.1.1c} \]

Таким образом, 1 моль сахарозы имеет массу 342,297 г; Обратите внимание, что более половины массы (175,989 г) составляет кислород, а почти половина массы (144,132 г) - углерод.

Массовый процент каждого элемента в сахарозе - это масса элемента, присутствующего в 1 моль сахарозы, деленная на молярную массу сахарозы, умноженную на 100 для получения процента. Результат отображается с двумя десятичными знаками:

\ [\ text {мас.% C в сахарозе} = {\ text {масса C / моль сахарозы} \ over \ text {молярная масса сахарозы}} \ times 100 = {144,132 \, г \, C \ более 342,297 \, г / моль} \ раз 100 = 42,11 \% \]

\ [\ text {мас.% H в сахарозе} = {\ text {масса H / моль сахарозы} \ over \ text {молярная масса сахарозы}} \ times 100 = {22.176 \, г \, H \ более 342,297 \, г / моль} \ раз 100 = 6,48 \% \]

\ [\ text {мас.% O в сахарозе} = {\ text {масса O / моль сахарозы} \ over \ text {молярная масса сахарозы}} \ times 100 = {175.989 \, g \, O \ over 342.297 \, г / моль} \ раз 100 = 51,41 \% \]

Это можно проверить, убедившись, что сумма процентов всех элементов в составе составляет 100%:

\ [42,11 \% + 6,48 \% + 51,41 \% = 100,00 \% \]

Если сумма не 100%, в расчетах допущена ошибка.(Однако округление до правильного числа десятичных знаков может привести к тому, что общая сумма будет немного отличаться от 100%.) Таким образом, 100,00 г сахарозы содержат 42,11 г углерода, 6,48 г водорода и 51,41 г кислорода; с точностью до двух знаков после запятой процентный состав сахарозы действительно составляет 42,11% углерода, 6,48% водорода и 51,41% кислорода.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): процентный и абсолютный состав сахарозы

Также можно рассчитать массовые проценты, используя атомные массы и молекулярные массы с атомными единицами массы.Поскольку ответ представляет собой соотношение, выраженное в процентах, единицы массы отменяют, являются ли они граммами (с использованием молярных масс) или атомными единицами массы (с использованием атомных и молекулярных масс).

Пример \ (\ PageIndex {1} \): NutraSweet

Аспартам - искусственный подсластитель, продаваемый как NutraSweet and Equal. Его молекулярная формула \ (\ ce {C14h28N2O5} \).

Молекулярная структура аспартама. (CC BY-NC-SA 3.0; анонимно)
  1. Рассчитайте массовый процент каждого элемента в аспартаме.
  2. Рассчитайте массу углерода в пакете Equal по 1,00 г, предполагая, что это чистый аспартам.

Дано : молекулярная формула и масса образца

Запрошенный : массовый процент всех элементов и масса одного элемента в образце

Стратегия :

  1. Используйте атомные массы из периодической таблицы, чтобы вычислить молярную массу аспартама.
  2. Разделите массу каждого элемента на молярную массу аспартама; затем умножьте на 100, чтобы получить проценты.
  3. Чтобы найти массу элемента, содержащегося в заданной массе аспартама, умножьте массу аспартама на массовый процент этого элемента, выраженный в десятичной дроби.

Решение :

а.

A Мы вычисляем массу каждого элемента в 1 моль аспартама и молярную массу аспартама с точностью до трех знаков после запятой:

\ [14 \, C (14 \, моль \, C) (12.011 \, г / моль \, C) = 168.154 \, г \]

\ [18 \, H (18 \, мол \, H) (1.008 \, г / моль \, H) = 18,114 \, г \]

\ [2 \, N (2 \, моль \, N) (14.007 \, г / моль \, N) = 28.014 \, г \]

\ [+5 \, O (5 \, моль \, O) (15.999 \, г / моль \, O) = 79.995 \, г \]

\ [C_ {14} H_ {18} N_2O_5 \ text {молярная масса аспартама} = 294,277 \, г / моль \]

Таким образом, более половины массы 1 моля аспартама (294,277 г) составляет углерод (168,154 г).

B Чтобы вычислить массовый процент каждого элемента, мы разделим массу каждого элемента в соединении на молярную массу аспартама, а затем умножим на 100, чтобы получить проценты, которые здесь указаны с двумя десятичными знаками:

\ [масса \% \, C = {168.154 \, г \, С \ более 294,277 \, г \, аспартам} \ раз 100 = 57,14 \% С \]

\ [масса \% \, H = {18,114 \, г \, H \ более 294,277 \, г \, аспартам} \ раз 100 = 6,16 \% H \]

\ [масса \% \, N = {28,014 \, г \, N \ более 294,277 \, г \, аспартам} \ раз 100 = 9,52 \% \]

\ [масса \% \, O = {79,995 \, г \, O \ более 294,277 \, г \, аспартам} \ раз 100 = 27,18 \% \]

В качестве проверки мы можем сложить проценты:

\ [57,14 \% + 6,16 \% + 9.52 \% + 27,18 \% = 100,00 \% \]

Если вы получили общую сумму, которая отличается от 100% более чем примерно на ± 1%, значит, в вычислении должна быть ошибка.

г. C Масса углерода в 1,00 г аспартама рассчитывается следующим образом:

\ [\ text {масса C} = 1,00 \, г \, аспартам \ times {57,14 \, г \, C \ более 100 \, г \, аспартам} = 0,571 \, г \, C \]

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \): оксид алюминия

Рассчитайте массовый процент каждого элемента в оксиде алюминия (Al 2 O 3 ).Затем рассчитайте массу алюминия в 3,62 г образца чистого оксида алюминия.

Ответ

52,93% алюминия; 47,08% кислорода; 1,92 г Al

Определение эмпирической формулы пенициллина

Подобно тому, как эмпирическая формула вещества может использоваться для определения его процентного состава, процентный состав пробы может использоваться для определения его эмпирической формулы, которая затем может использоваться для определения его молекулярной формулы.Такая процедура фактически использовалась для определения эмпирической и молекулярной формулы первого открытого антибиотика: пенициллина.

Антибиотики - это химические соединения, избирательно убивающие микроорганизмы, многие из которых вызывают заболевания. Хотя сегодня антибиотики часто принимаются как должное, пенициллин был открыт всего около 80 лет назад. Последующая разработка широкого спектра других антибиотиков для лечения многих распространенных заболеваний в значительной степени способствовала значительному увеличению продолжительности жизни за последние 50 лет.Открытие пенициллина - это исторический детектив, в котором ключевую роль сыграло использование массовых процентов для определения эмпирических формул.

В 1928 году Александр Флеминг, молодой микробиолог из Лондонского университета, работал с обычной бактерией, вызывающей нарывы ​​и другие инфекции, такие как заражение крови. Для лабораторных исследований бактерии обычно выращивают на поверхности геля, содержащего питательные вещества, в небольших плоских чашках для культивирования. Однажды Флеминг заметил, что одна из его культур была заражена голубовато-зеленой плесенью, похожей на плесень, обнаруженную на испорченном хлебе или фруктах.Такие несчастные случаи довольно часты, и большинство лабораторных работников просто выбросили бы культуры. Однако Флеминг заметил, что бактерии росли на геле повсюду, за исключением контаминационной плесени (часть (а) на рисунке \ (\ PageIndex {2} \)), и предположил, что плесень должна производить вещество, которое либо убил бактерии или предотвратил их рост. Чтобы проверить эту гипотезу, он вырастил плесень в жидкости, а затем отфильтровал жидкость и добавил ее к различным культурам бактерий.Жидкость убила не только бактерии, которые первоначально изучал Флеминг, но и целый ряд других болезнетворных бактерий. Поскольку плесень была членом семейства Penicillium (названного по имени их карандашообразных ветвей под микроскопом) (часть (b) на рисунке \ (\ PageIndex {2} \)), Флеминг назвал активный ингредиент в бульоне пенициллином.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Penicillium. а) плесень Penicillium растет в культуральной посуде; на фото показано его влияние на рост бактерий. (b) На этой микрофотографии Penicillium видны его стержневидные и карандашные ветви.Название происходит от латинского penicillus, что означает «кисть».

Хотя Флемингу не удалось выделить пенициллин в чистом виде, медицинское значение его открытия стимулировало исследователей в других лабораториях. Наконец, в 1940 году два химика из Оксфордского университета, Говард Флори (1898–1968) и Эрнст Чейн (1906–1979), смогли выделить активный продукт, который они назвали пенициллин G. В течение трех лет пенициллин G получил широкое распространение. его использовали для лечения пневмонии, гангрены, гонореи и других заболеваний, и его использование значительно увеличило выживаемость раненых солдат во Второй мировой войне.По

Физико-химические методы анализа

Русь англ.

Методы анализов

Рентгеновская кристаллография

Рентгеновская кристаллография - это метод определения расположения атомов внутри кристалла, при котором рентгеновские лучи попадают на кристалл и заставляют луч света распространяться во многих определенных направлениях.Картина дифракции зависит от длины волны используемых рентгеновских лучей и структуры объекта. Для изучения атомной структуры используется длина волны излучения атома.

С помощью рентгеновской кристаллографии изучаются металлы, сплавы, минералы, неорганические и органические соединения, полимеры, аморфные материалы, жидкости и газы, молекулы белков, нуклеиновые кислоты и т. Д. Рентгеновская кристаллография является основным методом построения кристаллов. определение.

Дает самую обширную информацию при изучении кристаллов.Он зависит от точной периодичности структуры кристалла и представляет собой дифракционную картину для естественного рентгеновского излучения. Однако он дает важные данные и при изучении твердых тел с менее упорядоченной структурой, таких как жидкости, аморфные твердые тела, жидкие кристаллы, полимеры и другие. На основе множества уже идентифицированных атомных структур может быть решена обратная задача: с помощью рентгенограммы поликристаллического материала, например легированной стали, сплава, руды, лунного камня, можно определить кристаллический состав материала, т.е.е. проведение фазового анализа.

Рентгеновская кристаллография позволяет беспристрастно определять кристаллические материалы, включая такие соединения, как витамины, антибиотики, координационные соединения и т. Д. Детальное структурное исследование кристалла часто позволяет решать химические задачи, например, определение или указание химической формулы, типа связи, молекулярная масса с известной плотностью или плотность с известной молекулярной массой, симметрией и конфигурацией молекул и молекулярных ионов.

Рентгеновская кристаллография успешно применяется для изучения кристаллического состояния полимеров. Он также дает важные данные при изучении аморфных твердых тел и жидкостей. Рентгенограммы таких тел содержат несколько размытых колец, интенсивность которых быстро уменьшается при увеличении изображения. По ширине, форме и интенсивности этих колец можно сделать вывод об особенностях ближнего порядка в определенной жидкой или аморфной структуре.

Рентгеновские дифрактометры "ДРОН"

Рентгенофлуоресцентный анализ (XFA)

XFA - один из современных спектроскопических методов исследования материалов с целью определения их элементного состава, т.е.е. их элементный анализ. Метод XFA основан на извлечении и спектре, полученном путем воздействия рентгеновских лучей на исследуемый материал, а затем анализирует его. Излученный атом переходит в активированное вещество, что сопровождается переходом электронов на более высокие квантовые уровни. Атом активируется около 1 микросекунды, после чего возвращается в спокойное состояние (обычное состояние). Электроны из внешних оболочек либо заполняют образовавшиеся пустые пространства, и избыток энергии излучается в виде фотона, либо энергия передается другому электрону от внешних оболочек (электрон Оже).Каждый атом излучает фотоэлектрон с энергией определенного значения, например железо при рентгеновском облучении излучает фотоны К? = 6,4 кэВ. Затем по энергии и количеству квантов можно обсудить структуру материала.

В рентгенофлуоресцентной спектрометрии можно сравнивать образцы не только по характеристикам элементов спектра и по интенсивности излучаемого фона (тормозного излучения) в деталях, но и по форме линий комптоновского рассеяния. Это имеет смысл, когда химический состав двух образцов одинаков по результатам количественного анализа, но образцы различаются другими свойствами, такими как зернистость, размер кристаллов, шероховатость поверхности, пористость, влажность, наличие кристаллизованной воды, качество полировки, ширина. брызг и т. д.Идентификация производится путем детального сравнения спектров. Нет необходимости знать химический состав пробы. Любое отличие сравниваемых спектров подтверждает отличие образца от эталона.

Рентгенофлуоресцентный микроанализатор VRA-30 (Германия)
Диапазон до 14 урановых элементов

Данный тип анализа выполняется, когда необходимо идентифицировать два образца (один из которых является эталонным), состав и некоторые физические свойства.Этот анализ важен при поиске каких-либо отличительных черт состава двух образцов. Область применения: определение тяжелых металлов в почве, отложениях, воде, аэрозолях, качественный и количественный анализ почвы, минералов, горных пород, контроль качества сырья, производственные и инженерные процессы, анализ свинцовых красок, измерение концентрация ценных материалов, определение загрязнения нефтью и топливом, анализ микроэлементов в почве и сельскохозяйственных продуктах, определение токсичных металлов в пищевых продуктах, элементный анализ, определение возраста археологических находок, изучение картин, скульптур, анализ и экспертиза.

Как правило, подготовка проб к любому анализу не представляет сложности. Для проведения качественного количественного анализа с высокой степенью надежности образец должен быть однородным и представительным, с массой и размером не меньше, чем это требуется по процедуре анализа. Металлы закончены; порошки измельчаются до фракции заданного размера и прессуются в таблетки. Породы сплавлены до стеклообразного состояния (для предотвращения неточностей из-за неоднородности образца). Жидкости и сыпучие материалы помещаются в специальные колпачки.

Спектральный анализ

Спектральный анализ - это физический метод качественного и количественного определения атомного и молекулярного вещественного состава, основанный на изучении его спектров. Физическая основа SA - это спектроскопия атомов и молекул, она классифицируется по целям анализа и типам спектров (см. Оптический спектр). Atom SA (ASА) определяет элементный состав образца по атомным (ионным) спектрам излучения и поглощения. Молекулярная СА (МСА) - это молекулярный состав материалов по молекулярным спектрам поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния света. Эмиссионная спектроскопия проводится по спектрам излучения атомов, ионов и молекул, активированных различными источниками электромагнитного излучения, от β-излучения до микроволнового. Поглощение СА осуществляется по спектрам поглощения электромагнитного излучения анализируемыми объектами (атомами, молекулами, ионами вещества, находящимися в различных совокупностях состояний). Атомно-абсорбционная спектроскопия ( А AS) Эмиссия АА S состоит из следующих основных процессов:

  1. репрезентативная выборка, отражающая средний состав анализируемого материала или местное распределение элементов, определяемых в материале;
  2. Ввод пробы в источник эмиссии, где происходит испарение твердых и жидких проб, диссоциация соединений, активация атомов и ионов
  3. преобразование их люминесценции в спектр и запись (или визуальный осмотр) с помощью анализатора спектра;
  4. получили идентификацию спектров с помощью таблиц и спектральных атласов.

На этом этапе подходит к концу качественных ААС. Чувствительные («самые последние») линии, остающиеся в спектре при минимальной концентрации определенного элемента, являются наиболее эффективными. Спектрограммы изучаются с помощью измерительных микроскопов, компараторов и спектропроекторов. Для надлежащего анализа достаточно наличия или отсутствия аналитических линий в определяемых элементах. По яркости линий при визуальном просмотре можно приблизительно определить количество элементов в составе выборки.

Количественный A А S выполняется путем сравнения интенсивностей двух спектральных линий в спектре выборки, одна из которых является составной частью определенного элемента, а другая (линия сравнения) является частью базового элемента выборки, концентрация который известен или специально вводится в элемент в известной концентрации («внутренний стандарт»).

Атомно-абсорбционная спектроскопия (AAS) и атомно-флуоресцентная спектроскопия (AFS). При использовании этих методов отбор проб производится в распылителе (пламя, графитовая трубка, плазма ВЧ (радиочастотный или микроволновый разряд).Свет от дискретного излучающего источника, проходящий через пар, уменьшается, и тогда по степени уменьшения интенсивности линий можно судить о концентрации в его пробе. ААС выполняется на специальных анализаторах спектра. По сравнению с другими ААС процедура намного проще. Его отличительной особенностью является высокая точность определения как малых, так и больших концентраций элементов в пробах. Эта спектрометрия успешно заменяет трудоемкие и длительные процедуры химического анализа, не уступая по точности.

В AFS пары атомной выборки излучаются резонансным источником излучения. После этого регистрируют флуоресценцию определенного элемента. Для некоторых элементов (Zn, Cd, Hg и др.) Относительные пределы их обнаружения весьма малы (10-5… 10-6%).

Атомно-абсорбционный анализатор спектра компьютерный AAS-3 (Германия)
с автоматикой пламени

AAS может измерять изотопный состав.Изотопный состав некоторых элементов, таких как Н, Не, U, может быть измерен с помощью обычных спектральных приборов с помощью источников света, которые дают тонкие спектральные линии (полый катод, безэлектродные высокочастотные и микроволновые лампы). Для анализа изотопного спектра большинства элементов необходимы инструменты с высокой разрешающей способностью (например, интерферометр Фабри-Перро). Анализ изотопного спектра также может быть выполнен с помощью электронного колебательного спектра молекул, измеряя изотопические сдвиги линий, достигающие значительных значений во многих случаях.

ASA имеет большое значение в атомной энергетике, производстве особо чистых материалов, сверхпроводников и т. Д. Более четверти всех анализов в сталелитейной промышленности выполняется методами ASA. При плавке в мартеновской и конвертерной промышленности проводят принудительный контроль (в течение 2-3 минут) с помощью квантометров. В геологии и геологоразведке около 8 млн. Грн. анализа в год для оценки депозитов. ASA применяется для защиты окружающей среды и анализа почвы.Он также используется в медицине, геологии морского дна, изучении состава верхних слоев атмосферы, разделении изотопов, старении и определении состава геологических и археологических объектов и т. Д.

Инфракрасная спектроскопия

Инфракрасная спектроскопия включает получение, исследование спектров излучения и применения, поглощения и отражения в спектре инфракрасной (0,76-1000 мкм) области.IRS в основном занимается изучением молекулярных спектров, так как в ИК-области находится большинство колебательных и вращательных спектров молекул. Спектры ИК-поглощения, возникающие при прохождении ИК-излучения через материал, являются наиболее изученными.

ИК-спектр поглощения, вероятно, является уникальным в своем роде физическим веществом. Не может быть двух соединений, кроме оптических изомеров с разными структурами и одинаковыми ИК-спектрами. В некоторых случаях, таких как полимеры с аналогичной молекулярной массой, различия могут быть незначительными, но они возникают.В большинстве случаев ИК-спектр - это «отпечаток пальца» молекулы, который можно легко отличить от спектров других молекул.

Более того, поглощение характерно для отдельных групп атомов, его интенсивность прямо пропорциональна их концентрации. После несложных оценок измерение интенсивности поглощения дает количество данного компонента в образце.

ИК-спектроскопия применяется в полупроводниковых материалах, полимерах, биологических объектах и ​​живых клетках.В молочной промышленности ИК-спектроскопия применяется для определения массовой концентрации жира, белка, лактозы, сухих веществ, температуры замерзания и т. Д.

Обычно жидкое вещество удаляется в виде тонкой пленки между солевыми крышками NaCl и KBr. Твердое вещество в основном удаляется в виде пасты в вазелиновом масле. Растворы удаляются в разборных канавах.

Спектрофотометр «Specord M40» Диапазон спектра от 185 до 900 нм, двухлучевой, точность регистрации длины волны 3 нм при 54000 см-1, 0,0.25 при 11000 см-1, воспроизводимость длины волны 0,02 нм и 0,1 нм соответственно Спектрометр «Specord M80» Применение - ИК спектры снятия твердых и жидких проб. Спектральный диапазон - 4000… 200 см-1; фотометрическая точность ± 0,2%.

Спектр поглощения в видимой и ближней ультрафиолетовой области

Спектрофотометр «Portlab 501» Анализируемые материалы в видимой и ближней ультрафиолетовой области электромагнитного поглощения.Фотометрические, изменяющиеся по концентрации, кинетические и сканирующие. Спектроскопия длин волн, 320 ... 1000 Единица концентрации ppm, мкл / л, мг / л, М,%, форма

На основе абсорбционной спектроскопии или свойства растворов поглощать видимый свет и электромагнитное излучение в близком к нему ультрафиолетовом диапазоне лежит принцип наиболее распространенных фотометрических приборов для медицинских лабораторных исследований - спектрофотометров и фотоколориметров (видимый свет). на основании.

Каждый материал поглощает излучение с мощностью, способной изменить молекулу материала. Другими словами, материал поглощает излучение только определенной длины волны, а свет другой длины волны проходит через раствор. Поэтому цвет раствора в видимой области, воспринимаемой человеческим глазом, определяется длиной волны излучения. То есть цвет, наблюдаемый исследователем, является дополнительным по отношению к цвету поглощения излучения. В основе абсорбционной спектроскопии лежит закон Бера – Ламберта – Бугера, который часто называют законом Бера.Он основан на двух законах:

1. Относительное количество мощности светового потока, поглощаемого окружающей средой, не зависит от интенсивности излучения. Каждый поглощающий слой одинаковой ширины поглощает равную часть монохроматического светового потока, проходящего через эти слои.

2. Поглощение монохроматического потока световой энергии прямо пропорционально количеству молекул поглощаемого материала

Термический анализ

Термический анализ - это раздел материаловедения, в котором свойства материалов изучаются при изменении их температуры.Теоретически TA применим ко многим системам, так как энтальпия? H изменяется в результате большинства физических и химических процессов и химических реакций.

В ТА можно фиксировать кривые нагрева (кривые охлаждения) исследуемого образца, то есть самые последние изменения температуры во времени. В случае любого фазового превращения в материале (или смеси материалов) на кривой возникает область или трещины.

Дифференциальный термический анализ (ДТА) более чувствителен. В ДТА исследуемый материал и инертный эталон выдерживают идентичные термические циклы, при этом регистрируют любую разницу температур между образцом и эталоном (чаще Аl2О3), не претерпевшую каких-либо преобразований в заданном интервале.Затем эта разность температур отображается в зависимости от времени или от температуры. Экзотермические или эндотермические изменения в образце могут быть обнаружены относительно инертного эталона.

Таким образом, кривая ДТА предоставляет данные о произошедших превращениях, таких как стеклование, кристаллизация, плавление и сублимация, а также о химических процессах (диссоциация, разложение, дегидратация, окисление-восстановление и т. Д.). Большинство переходов сопровождаются эндотермическими эффектами; только некоторые процессы окислительно-восстановительного и структурного перехода являются экзотермическими.

Математические корреляции между площадью пика на кривой ДТА, параметрами прибора и образца позволяют регистрировать теплоту перехода, энергию активации фазового переноса, некоторые кинетические константы, проводить полуколичественный анализ (если известен DH соответствующих реакций ). С помощью ДТА изучается разложение кислых металлов, различных металлоорганических соединений, оксидных высокотемпературных сверхпроводников. С помощью этого метода определяется одна температурная область конверсии СО в СО2 (при дожигании выхлопных газов транспортных средств, выбросов ТЭЦ и т. Д.). DTA применяется для построения фазовых диаграмм систем с разным количеством компонентов (физический и химический анализ), для качественной оценки образцов, например при сравнении различных партий сырья.

Дериватография - это комплексный метод термического анализа, который исследует химические и физико-химические процессы, происходящие в материале в условиях запрограммированного изменения температуры.

Дериватографы 1000 D и S «Мама» (голод) Максимальная температура 1500oC

Этот метод основан на сочетании дифференциального термического анализа (ДТА) с одним или несколькими физическими или физико-химическими методами, например.г. термогравиметрия, термомеханический анализ (дилатометрия), масс-спектрометрия и эманационный термический анализ. Во всех случаях наряду с изменениями материала, происходящими с тепловым эффектом, фиксируется изменение массы образца (жидкого или твердого). Это позволяет определить характер процессов в материале, что невозможно осуществить только по данным ДТА или другими термическими методами. Индикатором фазового перехода, в частности, является тепловой эффект, не сопровождающийся изменением массы образца. Дериватограф - это прибор, который одновременно регистрирует тепловые и термогравиметрические изменения.В дериватографе, работающем с помощью комбинации ДТА и термогравиметрии, держатель с исследуемым материалом надевается на термопару, свободно подвешенную на весовой балке. Такая конструкция позволяет записывать 4 отношения: разность температур образца и эталона без пересчета времени t (кривая ДТА), изменение массы Dm от температуры (термогравиметрическая кривая), скорость изменения массы, т.е. производная dm / dt, от температуры (дифференциальная термогравиметрическая кривая) и температуры от времени.Определить последовательность переработки материалов, а также количество и состав промежуточных продуктов - это удачно.

Методы химического анализа

Гравиметрический анализ описывает набор методов аналитической химии для количественного определения аналита на основе массы твердого вещества.

В большинстве случаев аналит необходимо сначала превратить в твердое вещество путем осаждения с помощью соответствующего реагента. Затем осадок можно собрать фильтрованием, промыть, высушить для удаления следов влаги из раствора и взвесить.Затем количество аналита в исходной пробе можно рассчитать, исходя из массы осадка и его химического состава. Гравиметрический анализ - один из самых универсальных методов. Применяется для определения практически любого элемента.

Сначала два компонента изолируются, переводятся в гравиметрическое состояние и взвешиваются. Затем одно из соединений или оба переводятся в другое гравиметрическое состояние и затем взвешиваются еще раз. Состав каждого компонента измеряется с помощью простых расчетов.

Самым важным качеством гравиметрических измерений является высокая точность анализа. Обычная погрешность измерения силы тяжести составляет 0,1—0,2%. При анализе образцов сложного состава погрешность возрастает до нескольких процентов из-за несовершенства методов разделения и выделения анализируемого компонента.

Преимущества гравиметрических измерений также заключаются в отсутствии какой-либо стандартизации или калибровки по типичным образцам, необходимой почти для каждого аналитического метода.
Для выполнения гравиметрических измерений необходимы корреляции молярной массы и стехиометрические.

Титровальный анализ, также известный как титриметрия, является одним из методов качественного анализа. Титриметрия - это постепенное добавление титранта или титратора к анализируемому раствору для измерения точки эквивалентности. Анализ титрования основан на измерении объема титранта известной концентрации, потребляемой реакцией взаимодействия с определенным материалом. В основе метода лежит измерение объемов двух взаимодействующих материалов.Количественное измерение с помощью титровального анализа выполняется достаточно быстро. Это позволяет проводить несколько параллельных измерений и получать более точное среднее арифметическое. В основе всех расчетов анализа титрования лежит закон эквивалентных пропорций. По характеру химической реакции, лежащей в основе определения материала, методы титровального анализа делятся на следующие группы: метод нейтрализации, окислительно-восстановительный метод и метод хелатирования.

PPT - Формула относительной массы, атомная масса и эмпирическая формула Презентация в PowerPoint

  • Формула относительной массы, атомная масса и эмпирическая формула

  • Относительная формула массы, Mr Относительная атомная масса O = 16 Относительная атомная масса масса H = 1 Относительная формула массы соединения явно представляет собой относительные атомные массы всех элементов в соединении, сложенных вместе.Например. вода h3O: Следовательно, Mr для воды = 16 + (2x1) = 18 Определите Mr для следующих соединений: • HCl • NaOH • MgCl2 • h3SO4 • K2CO3 H = 1, Cl = 35, поэтому Mr = 36 Na = 23, O = 16, H = 1, поэтому Mr = 40 Mg = 24, Cl = 35, поэтому Mr = 24+ (2x35) = 94 H = 1, S = 32, O = 16, поэтому Mr = (2x1) +32+ (4x16) = 98 K = 39, C = 12, O = 16, поэтому Mr = (2x39) +12+ (3x16) = 138

  • Другие примеры

  • Относительная атомная масса • Масса изотопного элемента относительно углерода-12. • Пример: хлор присутствует в изотопных формах Cl-35 (75.5%) и Cl-37 (24,5%) • Относительная атомная масса = • ((75,5x35) + (24,5x37)) / (75,5 + 24,5) = 35,5 • Попробуйте следующее: неон-20 (90,9%), неон- 21 (0,3%) и неон-22 (8,8%)

  • Расчет массы в процентах Масса элемента Ar x100% Масса в процентах (%) = относительная масса по формуле Mr. Если вы можете вычислить Mr, то этот бит легко … Рассчитайте процентную долю магния в оксиде магния, MgO: Ar для магния = 24 Ar для кислорода = 16 Mr для оксида магния = 24 + 16 = 40 Следовательно, процентная масса = 24/40 x 100% = 60% • Рассчитайте процентное соотношение масса следующего: • Водород в соляной кислоте, HCl • Калий в хлориде калия, KCl • Кальций в хлориде кальция, CaCl2 • Кислород в воде, h3O

  • Расчет массы продукта ИГНОРИРОВАТЬ кислород на этапе 2 - вопрос не задает. Шаг 1: ПРОЧИТАЙТЕ уравнение: 2Mg + O2 2MgO E.г. какая масса оксида магния образуется при сжигании 60 г магния на воздухе? Шаг 2: ПОЛУЧИТЕ относительные массы формулы (Mr): 2Mg = 2 x 24 = 48 2MgO = 2 x (24 + 16) = 80 • Шаг 3: УЗНАЙТЕ и ПРИМЕНЯЙТЕ следующие 3 пункта: • 48 г Mg составляют 80 г MgO • 1 г Mg составляет 80/48 = 1,66 г MgO • 60 г Mg составляет 1,66 x 60 = 100 г MgO

  • При электролизе вода распадается на водород и кислород: • 2h3O 2h3 + O2 • Какая масса водорода получается при электролизе 6 г воды? 2) Какая масса оксида кальция образуется при сжигании 10 г кальция? 2Ca + O2 2CaO 3) Какую массу алюминия получают из 100 г оксида алюминия? 2Al2O3 4Al + 3O2 • Тренируйте Mr: 2h3O = 2 x ((2x1) +16) = 36 2h3 = 2x2 = 4 • 36 г воды производят 4 г водорода • Итак, 1 г воды дает 4/36 = 0.11 г водорода • 6 г воды произведут (4/36) x 6 = 0,66 г водорода • Mr: 2Ca = 2x40 = 80 2CaO = 2 x (40 + 16) = 112 • 80 г дает 112 г, поэтому 10 г дает (112 / 80) x 10 = 14 г CaO Mr: 2Al2O3 = 2x ((2x27) + (3x16)) = 204 4Al = 4x27 = 108 204 г дает 108 г, поэтому из 100 г получается (108/204) x 100 = 52,9 г Al2O3

  • Другой метод В. Когда вода подвергается электролизу, она распадается на водород и кислород: 2h3O 2h3 + O2 Какая масса водорода получается при электролизе 6 г воды? Масса продукта В ГРАММАХ Mr продукта Масса реагента В ГРАММАХ Mr реагента Попробуйте использовать это уравнение: Масса продукта В ГРАММАХ 4 6g 36 Таким образом, масса продукта = (4/36) x 6g = 0.66 г водорода

  • Расчет объема продукта Q. Когда вода подвергается электролизу, она распадается на водород и кислород: 2h3O 2h3 + O2 Какой ОБЪЕМ водорода образуется при электролизе 6 г воды? При нормальной температуре и давлении относительная формульная масса (Mr) газа будет занимать объем 24 литра, например. 2 г h3 имеет объем 24 литра 32 г O2 имеет объем 24 литра 44 г CO2 имеет объем 24 литра и т. Д. • На предыдущей странице мы сказали, что МАССА произведенного водорода равна 0.66 г • 2 г водорода (h3) будут занимать 24 литра (из красного поля выше), • Таким образом, 0,66 г займет 0,66 / 2 x 24 = 8 литров

  • Примеры вопросов • Какой объем водорода образуется, когда 18 г воды подверглось электролизу? • 2х30 2х3 + O2 • Мраморная крошка изготавливается из карбоната кальция (CaCO3). Какой объем углекислого газа будет высвобожден при реакции 500 г CaCO3 с разбавленной соляной кислотой? • CaCO3 + 2HCl CaCl2 + h3O + CO2 • В своей курсовой работе вы реагировали на магний с соляной кислотой.Какой объем водорода получится, если вы прореагируете 1 г магния с избытком кислоты? • Mg + 2HCl MgCl2 + h3

  • Эмпирические формулы Эмпирические формулы - это просто способ показать, сколько атомов находится в молекуле (например, химическая формула).

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *