Заттың химиялық формуласын анықтауға есептер

2211

Заттың химиялық формуласын анықтауға есептер

І. Құрамындағы элементтердің массалық қатынастары бойынша қосылыстың формуласын анықтау                                                                                                                                 Құрамында фосфор мен  оттектің массалық қатынасы  31 : 40  болып келетін заттың молекулалық формуласын анықтаңыздар.                                                                                            Берілгені:

m (Р) : m (О) = 31 : 40

Т/к  РхОу

Шешуі:

1) Фосфор мен оттегінің мольдік массалары:                                                                                                    М (Р) = 31 г/моль

М (О) = 16 г/моль

2) Зат құрамына кіретін элементтердің атом сандарының қатынасын табамыз: Индекстерді х пен у арқылы белгілеп, заттың формуласын  РхОу   деп жазамыз.

Зат құрамының тұрақтылық заңы бойынша:

31х : 40у =3 : 1 тең болады.

31            40

Бұдан  х : у  =  ––––– :  –––––  =  1 : 2,5 =  2 : 5

31            16

х = 2,   у = 5

Яғни, заттың формуласы  Р2О5

Жауабы:  Р2О5.

ІІ. Құрамындағы химиялық элементтердің массалық үлестері мен тығыздығы бойынша заттың химиялық формуласын табу.                                                                                                                     Азот пен сутегінен тұратын қосылыстың құрамында  12,5 %   сутек бар. Сутегі бойынша салыстырмалы тығыздығы 16-ға  тең. Қосылыстың қарапайым формуласын анықтаңыздар.                                                                                                                                                    Берілгені:

ω (Н) = 12,5 %

Д Н2 = 16

Т/к  N х Н у

Шешуі:

1-әдіс.

1) Берілген заттың құрамы 100 % . Қосылыстағы азоттың мөлшерін есептейміз:

100 — 12,5 = 87,5 %                                                                                                                                               Берілген заттың  100 г үлгісін қарастырамыз. Ондағы азот пен сутектің массалары олардың массалық үлестеріне тең болады.                                                                                                                        m (N) =  87,5 г                                                                                                                                                                 m (Н) =  12,5 г                                                                                                                                                                            2) Зат құрамындағы элементтердің әрқайсысының зат мөлшерлерін табамыз:

m (N)               87,5

=  –––––––– = ––––––––  =  6,25 моль

М (N)                14

 

m (Н)                12,5

=  ––––––––  =  ––––––––  =  12,5 моль

М (Н)                1

 

3) Заттың эмприкалық формуласындағы индекстер осы заттың құрамына кіретін атомдардың зат мөлшерлерінің қатынастарын көрсетеді. Табылған сандарды бүтін сандарға айналдырамыз:

(N) :(Н) = 6,25 : 12,5 = 1 : 2   х = 1,  у = 2  NН2

М (NН2) = 14 + 2 = 16

4) Есептің шартын қанағаттандыратын заттың формуласын табу үшін оның сутегі бойынша салыстырмалы тығыздығы арқылы мольдік массасын есептейміз:

М= М Н2 • Д Н2  = 2•16  = 32 г/моль

5) Заттың молекулалық массасы есептеп тапқан қарапайым формулаға сәйкес (NН2)  молекулалық массадан екі есе көп. Демек, заттың қарапайым формуласы   N2Н4                              2-әдіс.

1) Салыстырмалы тығыздық арқылы заттың молярлық массасын табамыз:

М = МН2 •ДН2  =2•16  = 32 г/моль

2) Массалық үлестерді пайдаланып,табылған жалпы массаның құрамындағы азот пен сутектің массаларын есептейміз:

100 г  заттың құрамында   ––––––––––––  87,5 г  азот болса,

32 г   заттың құрамында   ––––––––––––   х г  азот бар.

 

 

87,5 • 32

х =  ––––––––––––  = 28 г (азот)

100

100 г  заттың құрамында   ––––––––––––  12,5 г  сутек болса,

32 г  заттың құрамында    ––––––––––––   х г  сутек бар.

 

12,5 • 32

х =  ––––––––––––  =  4 г (сутек)

100

3) Табылған массалар бойынша заттың құрамындағы азот пен сутектің зат мөлшерін есептейміз:

M (N)             28

=  ––––––  =  ––––––  = 2 моль

М (N)             14

 

 

m (Н)              4

=  ––––––  = ––––––  =  4 моль

М (Н)            1

Анықтап отырған көмірсутек құрамына  2 моль азот және  4 моль сутек кірсе, оның  қарапайым формуласы   N2Н4 болады.

Жауабы:  N2Н4.

ІІІ.Кристаллогидраттың формуласын анықтау                                                                                  Құрамында  45,32 %  су бар темір (ІІ) сульфатының кристаллогидратының формуласын анықтаңыздар.                                                                                                                                                      Берілгені:                                                                                                                                                                           ω (Н2 О) = 45,32 %                                                                                                                                                                Т/к  FeSO4• хН2О                                                                                                                                                         Шешуі:  1-әдіс.                                                                                                                                                                1) Темір (ІІ) сульфатының  мольдік массасы:                                                                                                                                                     М (FeSO4) = 56 + 32 + 16• 4 = 152 г/моль                                                                                                                      2) Судың массалық үлесін есептейміз:                                                                                                                 Кристаллогидратының формуласы FeSO4• хН2О. Оның бір мольінің массасы  152 + 18 • х   және құрамында  18 x г  су бар.                                                                                                                             ω(Н2О) = 18 x / (152+18 x) = 0,4532 ,  бұдан  х = 7.                                                                                     2-әдіс.                                                                                                                                                                                1) Кристаллогидраттағы тұздың  массалық үлесін есептейміз:                                                                         100% — 45,32% = 54,68 %.                                                                                                                                                        2) Кристаллогидраттың молярлық массасы:                                                                                          Бір моль  кристаллогидраттың  54,68 % сусыз тұз құрайды, оның массасы  152 г.  Демек, кристаллогидраттың молярлық массасы:                                                                                          M(FeSО4 •х Н2О) = 152 / 0,5468 = 278 г/моль,  бұдан  х = 7.

Жауабы: FеSО4•7Н2О.

Литий хлоридінен алынған кристаллогидраттың құрамында  7,19 %  литий бар екендігі химиялық талдау арқылы анықталды.  Алынған кристаллогидраттың формуласын анықтаңыздар.                                                                                                                                               Берілгені:

ω (Li) = 7,19 %

Т/к  LiCI • х Н2О

Шешуі:                                                                                                                                                                           1) Литий мен литий хлоридінің молярлық массалары:                                                                            М(LiCI) =  6,9  + 35,5 = 42,4 г/моль                                                                                                                                Аr (Li) = 6,9                                                                                                                                                                      2) Кристаллогидраттың құрамындағы судың моль санын есептейміз:

Кристаллогидраттың құрамындағы су — х моль                                                                                                   7,19 %   ––––––––––––    6,9 г сәйкес келеді                                                                                                                 100 %   ––––––––––––      (42,4 + 18 •х) г

6,9 •100

(42,4 + 18•х) г  =  ––––––––––

7,19

42,4 + 18•х  = 96                                                                                                                                                                          18•х = 53,6                                                                                                                                                                                  х = 3                                                                           Жауабы: LiCI •3Н2О.

ІV. Жану өнімдері бойынша бастапқы заттың формуласын анықтау                                                    Сутегі бойынша тығыздығы  30 – ға тең  массасы  6,0 г  органикалық зат толық жанғанда 8,8 г  көміртегі (ІV ) оксиді мен  3,6 г  су түзілді. Органикалық заттың молекулалық формуласын табыңыздар.                                                                                                                                                  Берілгені:

m (CO2) = 8,8 г

m (Н2O) = 3,6 г

ДН2 = 30

Т/к  СхНу Оz

Шешуі: 1- әдіс.

1) Органикалық заттың сутегі бойынша салыстырмалы тығыздығы арқылы мольдік массасын есептейміз:

М= М Н2 •ДН2  = 2• 30 = 60 г/моль

2) Реакция теңдеуінің сызбанұсқасын жазамыз:

CxHyO+ O2 = CO+ H2O,

3) Берілген заттардың массалары бойынша  зат мөлшерін есептейміз:

m (CO2)          8,8

(CO2)  =  –––––––– = ––––––  =  0,2 моль

М(CO2)         44

 

m(Н2O)           3,6

2O) =  ––––––––  =  ––––––  =  0,2 моль

М (Н2O)           18

 

m (СхНу Оz)                6

хНу Оz) =  ––––––––––––  =  ––––––  = 0,1 моль

М (СхНу Оz)               60

Органикалық зат мөлшерін 1 мольге келтіреміз,  яғни 10-ға  көбейтеміз:

(CO2) = 0,2моль •10 = 2 моль

2O) = 0,2моль •10 = 2 моль

хНу Оz) = 0,1 моль•10 = 1 моль

Органикалық заттың формуласы C2H4Oz болады. Молекулады оттегінің атом санын есептейміз: 60 — 28 = 32  Демек,  органикалық заттың құрамында оттегінің екі атомы бар.

Заттың формуласы C2H4O2                                                                                                                                          2- әдіс.

1) 8,8 г  көміртегі (ІV ) оксидінің құрамындағы көміртектің массасы:

44 г CO2        ––––––––––––   12 г  C   х г  болса,      

8,8 г  CO2  ––––––––––––    х г  С болады.            

 

8,8 • 12

х =  ––––––––––––  =  2,4 г (көміртек)

44

2) 3,6 г  су құрамындағы сутектің массасы:

18 г   Н2O      ––––––––––––   2 г  Н   х г  болса,      

3,6 г  Н2O  ––––––––––––    у г  Н  болады.          

 

3,6 • 2

у =  ––––––––––––  =  0,4 г (сутек )

18

2,4 г + 0,4 г = 2,8 г

3) Жанған заттың құрамындағы оттегінің массасы :

6,0 г  — 2,8 г = 3,2 г

4) Берілген көмірсутектің молекулалақ формуласын Сх Ну Оz   деп жазамыз. Мұндағы х, у, z                  1 моль зат құрамындағы С, Н ,О -нің моль сандары. Зат құрамындағы   х, у, z қатынастарын көміртек , сутегі және оттегінің массаларын олардың мольдік массаларына бөліп табамыз:               

2,4          0,4       2,8

х : у : z  = ––––– :  ––––– : –––––  = 0,2 : 0,4 :  0,17 = 1 : 2 : 1    СН2О 

12            1           16

М(СН2О)  = 30   

5) Сутегі бойынша берілген салыстырмалы тығыздығы арқылы көмірсутектің салыстырмалы молекулалық массасын тауып аламыз:                                                                                                                     М( көмірсутек) = Мr •DH2  = 30 • 2 = 60  яғни, көмірсутектің молекулалық формуласы C2H4O2

Жауабы: C2H4O2.

 

ЕСЕПТЕР

1) Молибден оксиді құрамындағы элементтердің массалық қатынасы m(Мо) : m(О) = 2 : 1. Молибден оксидтің формуласын табыңыздар.

Жауабы: МоО3.

 

2) Құрамына кіретін элементтердің массалық үлестері бойынша: калий — 26,53 % ,                         хром — 35,37 % , оттегі — 38,10 %  тұздың қарапайым формуласын табыңыздар.

Жауабы:  К2Сr2О7.

 

3) Құрамына кіретін элементтердің массалық үлестері бойынша: фосфор — 6,25 % ,                    азот — 12,5 % , сутек — 56,2 5%, оттек — 25,0 % тұздың қарапайым формуласын табыңыздар.

Жауабы: (NН4)2НРО4.

 

4) Құрамында  көміртек – 85,7% , сутек – 14,3% болатын қосылыстың  0,5 мольінің  массасы  14 г. Қосылыстың қарапайым формуласын табыңыздар.

Жауабы: С2Н4.

5) 6,32 г марганец оксидінің  құрамында  4,4 г  марганец бар. Марганец оксидінің формуласын анықтаңыздар.

Жауабы: Mn2O. 

6) Массасы  4,88 г  сусыз магний сульфатынан  10 г  кристаллогидрат алынады. Кристаллогидраттың формуласы қандай?

Жауабы: MgSO4 •7Н2О.                                                                                                                  

7) Қосылыстағы  кальцийдің массалық үлесі  – 0,182, хлордың массалық үлесі  – 0,324 және судың массалық үлесі  —  0,494. Кристаллогидраттың қарапайым формуласын табыңыздар.

Жауабы: CaCl2 •6Н2О.

8) Массасы  2,66 г  зат толық жанған кезде  1,54 г  көміртегі (ІV) оксиді  және  4,48 г  күкірт (ІV)  оксиді түзілді. Заттың қарапайым формуласын анықтаңыздар.

Жауабы: CS2.

 

9) Массасы  4,25 г  көмірсутекті жаққанда  13,2 г  көміртегі (ІV) оксиді және  5,85 г  су  түзілді. Көмірсутектің ауа бойынша тығыздығы  5,862- ге тең. Көмірсутектің қарапайым формуласын табыңыздар.                                       Жауабы: C12Н26.

10) Қосылыстағы көміртегінің массалық үлесі — 39,97 %, сутегінің массалық үлесі — 6, 73 %, оттегінің массалық үлесі — 53,30 %. Қалыпты жағдайда осы газдың  300 мл — нің                     массасы  2,41г.  Қосылыстың қарапайым формуласын табыңыздар.

Жауабы: C6H12О6.

 

11) Көміртегінің массалық үлесі үлесі – 92,3 %, гелий бойынша буының тығыздығы  6,5 –ке тең көмірсутектің молекулалық формуласы қандай?    Жауабы: C2H2.