Практическая работа химия 1 курс. Практическая работа №1 готово. Практическая работа 1 Основные численные характеристики вещества. Расчеты по химическим формулам и уравнениям

• Название: Практическая работа 1 Основные численные характеристики вещества. Расчеты по химическим формулам и уравнениям
• Анкор: Практическая работа химия 1 курс
• Дата: 09.12.2021
• Размер: 205.63 Kb.
• Имя файла: Практическая работа №1 готово.docx
• Тип: Практическая работа; #298350

_{ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1}

Основные численные характеристики вещества. Расчеты по химическим формулам и уравнениям.

Цель работы: закрепление знаний по основным химическим понятиям и законам.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.
Измерения в химии производятся с использованием принятой во
всем мире, в том числе и в России, Международной системы единиц
измерения (СИ). В этой системе имеется семь основных единиц: метр (м, длина), килограмм (кг, масса), секунда (с, время), ампер (А, сила тока), Кельвин (К, температура), кандела (кд, сила света), и моль (количество вещества)

Атом – наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств и неделимая при химических реакциях.

Молекула– наименьшая частица простого или сложного вещества, определяющая его свойства, способная к самостоятельному существованию; состоит из атомов одного (простое вещество) или различных (сложное вещество) химических элементов (С, Si, P₄, S₈, O₂, O₃, F₂, N₂, Fe, Cu – простые вещества; Н₂О, СО₂, СаСО₃, Са₃(РО₄)₂ – сложные вещества).

Химический элемент – совокупность атомов естественного изотопического состава этого элемента с одинаковым зарядом ядра.

Относительные атомные и молекулярные массы (Аr, Мr). Установление стехиометрических законов позволило приписать атомам химических элементов строго определенную массу. Массы атомов чрезвычайно малы. Так, масса атома водорода составляет 1,67·10−27 кг, кислорода − 26,60·10−27 кг, углерода − 19,93·10−27 кг. Пользоваться такими числами при различных расчетах очень неудобно. Поэтому с 1961 г. за единицу массы атомов принята 1/12 массы изотопа углерода 12С − углеродная единица (у. е.) или атомная единица массы (а. е. м.). Масса у. е. составляет 1,66043 . 10−27 кг (1,66043 . 10−24г).

Относительной атомной массой элемента (Аr) называют отношение абсолютной массы атома к 1/12 части абсолютной массы атома изотопа углерода 12С.

Аr показывает, во сколько раз масса атома данного элемента тяжелее 1/12 массы атома 12С. Например, Аr кислорода равна

1у.е.-	1,66*10-24г
Х	26,60*10-24г
Отсюда	Х=16,02

Это означает, что атом кислорода примерно в 16 раз тяжелее 1/12 массы атома углерода 12С. Относительные атомные массы элементов
(Аr) обычно приводятся в периодической таблице Менделеева.
Относительной молекулярной массой (Мr) вещества называется
масса его молекулы, выраженная в у. е.

Мr численно равна сумме атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы вещества. Она подсчитывается по формуле вещества.
Например, относительная молекулярная масса серной кислоты H₂SO₄
будет слагаться из:

атомных масс двух атомов водорода	2*1,00 = 2,01;
атомной массы одного атома серы	1*32,06 = 32,06;
атомной массы четырех атомов кислорода	4*16,02 = 64,08;
	98,16.

Значит, Мr (H2SO4) равна 98,16, или округленно 98. Это означает, что масса молекулы серной кислоты в 98 раз больше 1/12 массы атома
изотопа 12С.

Относительные атомные и молекулярные массы − величины относительные, а потому − безразмерные. Кроме рассмотренных величин, в химии чрезвычайное значение имеет особая величина − количество вещества. Количество вещества определяется числом структурных единиц (атомов, молекул, ионов или др.)этого вещества и выражается в молях.

Моль − это количество вещества, содержащее столько структурных или формульных единиц, сколько атомов содержится в 12 г (0,012 кг) изотопа 12С.

Понятие «моль» распространяется на любые структурные единицы (это могут быть реально существующие частицы, такие, как атомы (К, О, С), молекулы (Н₂, СО₂), катионы (К+, Са₂+), анионы (CO , ), радикалы (ON• , NO ),•2 формульные единицы (КОН, ВеSO₄), электроны и др.

Экспериментально установлено, что в 12 г изотопа 12С содержится 6,02⋅10²³ атомов (постоянная Авогадро, N_А); ее размерность − моль−1.

При применении понятия «моль» надо указывать, какие структурные единицы имеются в виду.

Например, 1 моль атомов Н содержит 6,02·10²³ атомов Н, 1 моль

молекул Н₂О содержит 6,02·10²³ молекул Н₂О, 1 моль ионов Н+ содержит 6,02·10²³ ионов Н+ и т. д.

Количество вещества обозначается буквой n.

Отношение массы вещества (m) к его количеству (n) представляет собой:

Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе этого вещества (Мr), выраженной в атомных единицах

массы. Так, молекула Н₂О имеет массу (Мr) 18 а. е. м., а 1 моль Н₂О (т. е. 6,02⋅10²³ молекул) имеет массу 18 г.

Многие вещества (например, кислород и водород) существуют в газообразном состоянии. Газы подчиняются определенным законам. Было экспериментально установлено, что все газы (при t = const) одинаково сжимаются (закон Бойля − Мариотта: PV = const или Р1V1 = P2V2), обладают одинаковым термическим коэффициентом расширения (законы Гей – Люссака и Шарля: VT=const при постоянном давлении,PT= const при постоянном объеме) и имеют некоторые другие общие свойства. Сочетание обоих законов находит свое выражение в уравнении Клапейрона



(Этим выражением пользуются для приведения объемов газов от одних условий температуры и давления к другим.) На основе этих газовых законов и своих наблюдений Авогадро сформулировал закон (1811 г.): в равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул. Если взять 1 моль любого газа, то легко убедиться взвешиванием или измерением объемов, что при нормальных условиях он займет объем 22,4 л. Это так называемый мольный объем газа.
Нормальные условия в Международной системе единиц (СИ):
давление 1,013⋅105 Па (760 мм рт. ст. = 1 атм.); температура 273 К (0 ºС).
Если условия отличаются от нормальных, мольный объём имеет другое значение, для расчетов которого можно воспользоваться уравнением Менделеева− Клапейрона:



где Р − давление газа; V − объем; m − масса газа; М − молярная масса, Т − температура (К); R − универсальная (молярная) газовая постоянная, численное выражение которой зависит от единиц, определяющих объем газа и его давление. В Международной системе измерений (СИ) R = 8,314 Па⋅м3/ моль ⋅ К(Дж/моль·К). Для внесистемных единиц измерения давления и объема величина R имеет значения:

R = 62400 мм рт. ст.⋅мл / моль⋅К;	R = 0,082 атм⋅л / моль⋅К
R = 1,99 кал / моль ·К

Эти законы сыграли большую роль в установлении атомно-молекулярного строения газов и в настоящее время широко используются для расчетов количеств реагирующих газов.

Типовые задачи:

1. 
   Рассчитать массу атома кремния ?
   

- ?

Рассчитать возможно пользуясь значением атомной массы кремния представленной в периодической системе химических элементов (ПСХЭ) Менделеева.

численно равна молярной массе атома элемента .

можно рассчитать двумя способами, пользуясь следующими основными понятиями химии:

а) Атомная масса элемента ,

,

,

= .

б) Абсолютная масса одной молекулы (атома) определяется делением молярной массы на число Авогадро

= , отсюда М- молярная масса, N_A- число Авогадро, следовательно

m₀=28.1*10^-3/6.02*10²³=4.66*10^-26=46.67*10^-27кг.

2. Масса молекулы - серной кислоты ( ) равна?

- ?

Учитывая, что в 1 моль вещества содержится его молекул .

Молярная масса вещества ( ) рассчитывается как сумма молярных масс атомов образующих вещество



3. Молярная масса равна .

- ?

см. п. 2.

4. Число молекул в 50 г. вещества – хлор () равно - ? Какой объем при н. у. будет занимать данная масса - V() – ?

- ?

V() – ?

- ?

Некоторую порцию вещества можно численно оценить по массе (m), объему (V) (если вещество газообразное) и по количеству вещества ( ). Между ними следующие соотношения:

, , ,

для газообразных веществ .

- молярный объем газа, т. е. объем 1 моль газа при нормальных условиях (н. у.) - , . для любого газа 22,4 л. Отсюда,

.


5. Плотность ( ) и относительная плотность по воздуху ( ) хлора

() при н. у. равны?

- ?

- ?

,



, ,

.

6. Молярная масса газообразного вещества ( ) 250 мл., которого при н. у. имеет массу 0,770 г. равна? Назовите этот газ.

- ?





можно рассчитать двумя способами:

а) ,

б) Пользуясь уравнением Менделеева –Клапейрона

, ,

.

Рассчитайте молярные массы наиболее распространенных, известных Вам газов и сравните ее с полученной Вами при решении данной задачи. Можно предположить, что это .

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Масса атома химического элемента Э – (химический знак атома Э приведен в табл. 7.1, графа 1, соответственно № варианта) равна

2. Масса молекулы вещества В – (химическая формула вещества приведена в табл. 7.1, графа 2, соответственно № варианта) равна

3. Молярная масса вещества, М(В), г/моль В – (химическая формула вещества приведена в табл. 7.1, графа 3, соответственно № варианта) равна
4. Число молекул в 50г. вещества В – (химическая формула вещества приведена в табл. 7.1, графа 4, соответственно № варианта) равно

Какой объем при н.у. будет занимать данная масса вещества

5. Плотность и относительная плотность по воздуху вещества В – (химическая формула вещества приведена в табл. 7.1, графа 5) при н.у. равны

6. Молярная масса газообразного вещества 250мл. которого при н.у. имеет массу ( масса вещества приведена в табл. 7.1, графа 6, соответственно № варианта) равна Назовите какой это газ?

№ варианта	№ задания, величина, её обозначение
	1 Э	2 В	3 В	4 В	5 В	6 , г.
1	Si					0,770
2	P					0,308
3	As					0,352
4	Mo					0,704
5	O					0,330
6	C			воздух	воздух	0,319
7	S					0,022
8	N					0,484
9	Co					0,308
10	Ni					0,044
11	Os					0,176
12	Au					0,187

Таблица 7.1.

1. 
   А)Атомная масса элемента ,
   ,
   

,

= .

Б) Абсолютная масса одной молекулы (атома) 
m₀=32.1*10^-3/6.02*10²³=4.66*10^-26=53,32*10^-27кг.

2. Масса молекулы вещества


_3. Молярная масса вещества, М(В),


_4. Число молекул в 50г. вещества В



.

5. Плотность и относительная плотность по воздуху вещества
,



, ,



6. Молярная масса газообразного вещества 250мл. которого при н.у. имеет массу
а)

б)
, ,

.

Газ-водород