Совет 1: Как найти объём выделившегося газа

В учебном курсе химии часто встречаются задачи, в которых требуется вычислить объем газа, выделившегося в результате химической реакции. Почти все задачи такого типа можно решить по следующему алгоритму.
Вам понадобится
  • - таблица Менделеева;
  • - ручка;
  • - бумага для записей.
Инструкция
1
К примеру, вам требуется найти объем выделившегося водорода в результате реакции ортофосфорной кислоты и карбоната натрия. Самое главное для решения – правильно составить уравнение реакций. Если вы сомневаетесь, как реагируют данные в вашей задаче вещества, посмотрите в справочной литературе свойства химических веществ, участвующих в реакции.
Как найти объём выделившегося <strong>газа</strong>
2
Расставьте коэффициенты в уравнении, чтобы число атомов элементов в левой и правой части уравнения совпадали. Теперь вы видите, в каком соотношении реагируют вещества. По известному количеству любого из них вы можете определить количество молей выделившегося газа. Например, если в реакцию вступило 4 моля ортофосфорной кислоты, получится 6 молей углекислого газа.
Как найти объём выделившегося <strong>газа</strong>
3
Зная количество молей газа, найдите его объем. По закону Авогадро 1 моль любого газа в нормальных условиях занимает 22,4 литра объема. Объем 6 молей газа будет равен: 6*22,4 = 134,4 литра.
4
Если в условии не дано количество реагента или продукта реакции, найдите из его других данных. При известной массе одного из веществ вы вычислите его количество молей по формуле: v = m/M, где v – количество вещества, моль; m – масса вещества, г; M – молярная масса вещества, г/моль. Молярную массу вы получите, сложив атомные веса элементов, составляющих вещество, из таблицы Менделеева. Например, молярная масса H3PO4: М = 3*1+31+16*4 = 98 г/моль.
5
Массу или количество нетрудно рассчитать из концентрации вещества, если известен объем раствора. Из молярности определите количество молей растворенного вещества по уравнению: v = V*Cм, где V – объем раствора, л; См – молярная концентрация, моль/л. Нормальность раствора связана с молярностью выражением: Сн = z*Cм, г моль-экв/л, где z – эквивалент реагента, количество протонов водорода, которое он может принять или отдать. Например, эквивалент H3PO4 – 3.
6
Также массу растворенного вещества вы можете найти из титра раствора: m = T*V, где Т – титр раствора, г/л; V – объем раствора. Или из плотности: m = p*V, где р – плотность раствора, г/мл.

Совет 2: Как рассчитать объем газа

Для расчета объема газа, который находится в некотором сосуде или помещении, найдите их объем геометрическими методами. Это связано с тем, что газ всегда занимает весь предоставленный ему объем. В том случае, если известно количество вещества или масса газа в нормальных условиях, найдите объем газа, умножив количество вещества на 0,0224 м³. Если же газ не находится в идеальных условиях, используйте специальные уравнения.
Вам понадобится
  • рулетка или дальномер, термометр, манометр, таблица Менделеева.
Инструкция
1
Расчет объема газа геометрическими методамиЕсли сосуд заполнен газом, найдите его объем. Например, если комната имеет форму параллелепипеда, с помощью рулетки или дальномера определите ее длину, ширину и высоту в метрах. Полученные результаты перемножьте и получите объем газа в комнате, выраженный в м³. Если сосуд цилиндрический, измерьте его диаметр, возведите его в квадрат, умножьте на 3,14 и высоту цилиндра, которую тоже измерьте, получившееся число поделите на 4.
2
Расчет объема известной массы определенного газа в нормальных условияхЕсли газ находится в нормальных условиях (0ºС, 760 мм.ст.ст.), известна его масса и химическая формула, с помощью таблицы Менделеева определите его молярную массу, учитывая тот факт, что у большинства простых газов молекулы двухатомные. Затем массу газа поделите на его молярную массу, а полученное число умножьте на 0,0224. Получите объем газа в м³. Есть и другой способ. Если известна масса и вид газа, по специальной таблице найдите его плотность и поделите массу газа на его плотность. Получите объем газа. Если масса газа дана в килограммах, плотность берите в килограммах на метр кубический, если в граммах – в граммах на сантиметр кубический. Соответственно получится объем или в метрах, или в сантиметрах кубических.
3
Расчет массы газа через уравненияЕсли известная масса газа находится в реальных условиях, найдите количество его вещества, для чего массу поделите на молярную массу. Манометром измерьте давление газа, а термометром его температуру. Давление выразите в Паскалях, а температуру в Кельвинах. Отношение температуры к давлению умножьте на количество вещества газа, и число 8,31 результатом будет объем данного газа в м³.

Совет 3: Как найти объем водорода

Водород – первый элемент таблицы Менделеева, бесцветный газ. В природе существует в виде трех изотопов, самый распространенный из них – протий. Широко применяется в разных областях промышленности, а также в качестве компонента ракетного топлива. Весьма перспективен и в качестве автомобильного топлива, поскольку продукты сгорания водорода не причиняют вреда окружающей среде. Часто возникает необходимость определить, какой объем водорода потребуется для реакции с тем или иным веществом. Как это можно сделать?
Инструкция
1
Перед вами стоит следующая задача: сколько литров водорода понадобится, чтобы провести гидрирование 20-и литров этилена? То есть, чтобы осуществить реакцию: С2Н4 + Н2 = С2Н6. Сделайте вывод: и этилен, и водород – газы. Исходя из уравнения реакции и закона Авогадро вы увидите, что объемы прореагировавших газов в данном случае пропорциональны их количествам. Следовательно, требуемый объем водорода такой же, как и объем этилена, и равен двадцати литрам.
2
Или: определите какой объем водорода выделится при взаимодействии 2,23 граммов натрия с избытком соляной кислоты? Вы видите, что кислота взята в избытке, значит, реакция прошла до конца, то есть было израсходовано все количество натрия, с образованием соли – хлорида натрия – и вытеснением водорода. Запишите уравнение реакции следующим образом: 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2
3
Исходя из коэффициентов, а также из того, что 2,23 грамма натрия составляют 0,1 моля этого вещества, сделайте вывод: выделилось 0,05 моля водорода. Поскольку, согласно закону Авогадро, при нормальных условиях один моль газа занимает 22,4 литра, получите ответ:22,4 * 0,05 = 1,12 литра
4
Найдите объем, занимаемый водородом, зная его массу. Тут вам на помощь придет универсальное уравнение Менделеева – Клапейрона, описывающее состояние идеального газа. Разумеется, водород не является идеальным газом, но при температурах и давлениях, не слишком отличающихся от нормальных, это уравнение используйте в расчетах. Запишите его следующим образом:PVm = MRT
5
Путем элементарного преобразования, вы получите нужную формулу: V = MRT/Pm, где M – известная нам масса водорода, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура в градусах Кельвина, Р – давление в паскалях, m – молярная масса водорода.
6
Подставляя в формулу известные вам величины, получите искомый результат.
Видео по теме

Совет 4: Как найти массу эквивалента

Эквивалентная масса – это масса одного эквивалента любого химического элемента. А эквивалентом, в свою очередь, называют такое количество этого элемента, какое либо вступает в непосредственное химическое взаимодействие (реакцию) с одним молем водорода, либо вытесняет один моль водорода из других соединений, вступая с ними в реакцию замещения. Само название этого количества – «эквивалент» - не зря происходит от греческого слова «равный». Как вычисляется эквивалентная масса?
Инструкция
1
Эта задача решается элементарно, с использованием простых вычислений. Надо лишь твердо запомнить правило: для определения эквивалентной массы необходимо знать состав соединения элемента с другим элементом, эквивалент которого известен. Это универсальное правило, включающее в себя и расчеты при соединениях элементов с водородом.
2
Рассмотрите вычисления эквивалентной массы на какой-нибудь конкретной задаче. Например, щелочной металл натрий, взятый в количестве двух грамм, целиком прореагировал с галогеном йодом, при этом образовалось 13,04 грамма соли иодида натрия. Вычислите эквивалентную массу натрия, если вам известно, что эквивалентная масса йода округленно равна 127 грамм/моль.
3
Решение. Прежде всего, определите количество йода, вступившего в реакцию с натрием. Для этого из соли иодида натрия вычтите натрий: 13,04 – 2,00 = 11, 04 грамма.
4
То есть на два грамма металлического натрия приходится 11,04 грамма йода. Соответственно, на один грамм натрия будет приходиться 11,04/2 = 5,52 грамма йода. Поскольку вы знаете приблизительную эквивалентную массу йода (округленно она равна 127), вы элементарно найдете эквивалентную массу натрия. Это делается следующим образом: 127*1,00/5,52 = 23 грамма/моль.
5
Если бы вам потребовалась большая точность, то необходимо было бы учесть, что эквивалентная масса йода равна не 127, а 126,9 грамма/моль. Соответственно, уточненная эквивалентная масса натрия была бы чуть меньше: 22, 989 грамма/моль.
Видео по теме
Полезный совет
Относится ли понятие эквивалента и эквивалентной массы только к простым веществам (например, к металлам, образующим с водородом соединения – «гидриды», или вытесняющим водород из кислот)? Нет, эти понятия в полной мере относятся и к сложным соединениям.

Совет 5: Как найти титр раствора

Титр раствора - это один из терминов для обозначения концентрации (наряду с процентной концентрацией, молярной концентрацией и т.д.). Величина титра указывает, какое количество граммов вещества содержится в одном миллилитре раствора.
Инструкция
1
Предположим, дана такая задача. Имеется 20 миллилитров раствора гидроксида натрия. Для его нейтрализации понадобилось израсходовать 30 миллилитров 1М раствора соляной кислоты. Ни одно из веществ не было взято в избытке. Определить, каков титр щелочи.
2
Прежде всего, напишите уравнение реакции. Она протекает так:NaOH + HCl = NaCl + H2O.
3
Вы видите, что в ходе этой реакции нейтрализации, согласно уравнению, количество молей кислоты полностью совпадает с количеством молей связанной ею щелочи. А сколько молей кислоты вступило в реакцию? Раз ее раствор одномолярный, то количество молей будет во столько же раз меньше единицы, во сколько раз 30 миллилитров меньше 1 литра. То есть, 30/1000 = 0,03 моля.
4
Из этого следует, что щелочи также было 0,03 моля. Посчитайте, сколько это будет в граммах. Молекулярная масса едкого натра примерно равна 23 + 16 +1 = 40, следовательно, его молярная масса составляет 40 г/моль. Умножив 40 на 0,03, получите: 1,2 грамма.
5
Ну, а дальше все очень просто. 1,2 грамма щелочи содержится в 20 миллилитрах раствора. Разделив 1,2 на 20, получите ответ: 0,06 грамм/миллилитр. Вот такой титр у раствора гидроксида натрия.
6
Усложним условие задачи. Предположим, у вас имеется то же количество раствора гидроксида натрия – 20 миллилитров. Для ее нейтрализации добавили те же 30 миллилитров 1М соляной кислоты. Однако, в отличие от предыдущей задачи, оказалось, что кислота была взята в избытке, и для ее нейтрализации пришлось израсходовать 5 миллилитров 2М раствора гидроксида калия. Каков титр раствора гидроксида натрия в этом случае?
7
Начните с написания уравнения реакции кислоты с едким кали:HCl + KOH = KCl + H2O.
8
Рассуждая аналогично вышеприведенному примеру и произведя расчеты, вы увидите: во-первых, изначально соляной кислоты было 0,03 моля, а во-вторых, в реакцию с кислотой вступило 2х0,005 = 0,01 моля едкого кали. Эта щелочь, соответственно, связала 0,01 моля соляной кислоты. Следовательно, на первую реакцию с другой щелочью – едким натром – ушло 0,03 – 0,01 = 0,02 моля соляной кислоты. Из чего становится ясно, что и едкого натра в растворе содержалось 0,02 моля, то есть, 40х0,02 = 0,8 грамм.
9
А дальше определить титр этого раствора – проще некуда, в одно действие. Разделив 0,8 на 20, получите ответ: 0,04 грамма/миллилитр. Решение задачи заняло чуть больше времени, но и здесь не было ничего сложного.

Совет 6: Как найти эквивалент

Эквивалентом называется частица, которая химически равноценна (эквивалентна) в кислотно-основных реакциях одному иону водорода, а в реакциях окислительно-восстановительного типа - одному электрону. Эквивалент выражается числом без размерности, тогда как эквивалентная масса измеряется в г/моль.
Вам понадобится
  • - калькулятор;
  • - периодическая таблица
Инструкция
1
Чтобы можно было найти эквивалент того или иного вещества, вы должны использовать формулу: 1/z (какое-то вещество),где 1/z – фактор эквивалентности (fэ), то есть число, которое показывает, какая доля частицы вещества равноценна эквиваленту. Эта величина всегда меньше или равна единице. Проще говоря, фактор эквивалентности – это некий коэффициент, который записывается непосредственно перед формулой вещества при нахождении эквивалента. Например, вам надо найти эквивалент фосфорной кислоты при ее взаимодействии с гидроксидом натрия. Запишите уравнение реакции:2NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2OОтсюда видно, что на атомы натрия замещаются только два атома водорода, то есть кислота является двуосновной (в реакции участвуют 2 иона Н+). Таким образом, согласно определению, эквивалентом фосфорной кислоты будет условная частица ½ H3PO4.
2
Учтите, что эквивалент одного и того же вещества изменяется в зависимости типа реакции, в которую это вещество вступает. Кроме того, эквивалент элемента находится в зависимости от вида соединения, в состав которого входит. Возьмите те же вещества, что и в предыдущем случае, но реакция пусть пойдет по-другому:3NaOH + H3PO4 = Na 3PO4 + 3H2O.Здесь fэ(H3PO4) = 1/3, fэ(NaOH) =1. Следовательно, эквивалент фосфорной кислоты - частица 1/3 H3PO4, а эквивалент щелочи равен единице.
3
Для успешного нахождения эквивалентов различных веществ вам необходимо запомнить формулы для нахождения fэ в зависимости от типа химического соединения. Так для простых элементов fэ = 1/ валентность элемента. Пример: fэ ( H2SO4) = 1/6, а эквивалент серы в H2SO4 равен 6.Для солей - fэ = 1/n (мет.) - B(мет.) = 1/ n (к.о.) - B(к.о.), гдеn (мет.) – количество атомов металла,B(мет.) – валентность металла,n (к.о.) – количество кислотных остатков,B(к.о.) - валентность кислотного остатка и т.д.
4
Сложнее находить эквивалент вещества в реакциях окислительно-восстановительного типа, так как расчет вы будете вести по числу электронов, которые принимают участие в процессе восстановления или окисления. Дано задание найти эквивалент гидроксида марганца в реакции: 2Mn(OH)2 + 12NaOH + 5Cl2 = 2NaMnO4 + 10NaCl + 8H2OИз уравнения видно, что марганец отдает 5 электронов и переходит из Mn +2 в Mn +7. Значит, фактор эквивалентности Mn(OH)2 – 1/5, а эквивалент гидроксида равен 5.
Полезный совет
При расчете не забывайте о том, что эквивалентом может быть сама молекула или же какая-нибудь другая единица вещества.
Источники:
  • эквивалент кислоты
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше