Моль, молярная масса и граммы – эти понятия как-то связаны? Давайте-ка в этом разберёмся и порешаем задачи на молярную массу. Для начала вспоминаем, что моль – это количество вещества, в котором содержится 6,02*10 в двадцать третьей степени части (это число Авогадро).
Молярная масса показывает, сколько весит 1 моль того или иного вещества в граммах.
Молярная масса совпадает с атомной (если речь о простых вещества) или молекулярной (если речь о веществах сложных и газах, молекулы которых состоят из двух атомов, например, О2).
Это была теория. Но любую теорию нужно применять на практике, иначе зачем она нужна? Вот и займёмся этим.
У нас есть химическая реакция:
Н2 + F2 = 2HF
Из уравнения мы видим, что для неё нам нужна 1 молекула водорода и одна молекула фтора. Мы может взять, например, 10 молекул водорода, сколько нам в таком случае понадобится молекул фтора? Тоже 10. Мы можем взять и 100 молекул водорода, тогда потребуется и 100 молекул фтора. Кстати, заодно давайте уж узнаем, сколько молекул фторида водорода мы получим.
Из 1 молекулы водорода и 1 молекулы фтора получается две молекулы фторида водорода
(коэффициент в уравнении перед HF – 2). А если мы берём по 10 молекул водорода и фтора, то сколько получим HF? 20. Ну и взяв по 100 молекул водорода и фтора, мы получим 200 молекул фторида водорода.
Проблема в том, что молекулы настолько малы, что взять даже миллион молекул у человека не получится, это слишком маленькое количество вещества, которое на весах не взвесить. Вот тут и пришёл на помощь моль. Ещё раз запомните: в одном моле любого вещества содержится одно и то же число частиц!
Это очень важно для любых расчётов в химии. В 1 моле водорода содержится число Авогадро частиц, в 1 моле железа содержится число Авогадро частиц, в 1 моле воды содержится число Авогадро частиц, в 1 моле серной кислоты содержится число Авогадро частиц. Но! По массе моли веществ различаются, об это мы говорили раньше. И это обязательно нужно понять.
Теперь вернёмся к нашей реакции:
Н2 + F2 = 2HF
1 молекула Н2 + 1 молекула F2 = 2 молекулы HF
2 молекулы Н2 + 2 молекулы F2 = 4 молекулы HF
100 молекул Н2 + 100 молекул F2 = 200 молекул HF
Всё верно, ведь так?
А теперь вот так:
Н2 + F2 = 2HF
число Авогадро молекул Н2 + число Авогадро молекул F2 = число Авогадро молекул HF
или
1 моль Н2 + 1 моль F2 = 2 моль HF
И как же нам наконец перейти к граммам? Для этого вспоминаем, что молярная масса – это масса 1 моля вещества, совпадающая с атомной или молекулярной. Атомную или молекулярную массу мы определяем по таблице Менделеева: 1 моль водорода весит 2 г (атомная масса водорода 1, формула газообразного водорода Н2, поэтому его молекулярная масса 1*2=2), 1 моль фтора весит 38 г (атомная масса фтора 1, формула газообразного фтора F2, поэтому его молекулярная масса 19*2=38). Таким образом, для того, чтобы произошла реакция, нам нужно взять 2 г водорода и 38 граммов фтора. В этом случае оба вещества прореагируют полностью, образовав 40 граммов фторида водорода.
Теперь ещё пара задач на молярную массу с решениями.
Пример 1.
Сколько граммов оксида кальция и углекислого газа нужно взять, чтобы получить 50 граммов оксида кальция в реакции СаО + СО2 = СаСОз?
Решение.
Первое, что нужно сделать, рассчитать молярные массы всех веществ. Используем периодическую таблицу, чтобы узнать атомные массы:
· молярная масса оксида кальция СаО 40+16=56 г/моль
· молярная масса углекислого газа СО2 12+2*16=44 г/ моль
· молярная масса карбоната кальция СаСО3 40+12+3*16=100 г/моль.
Давайте подумаем, сколько моль карбоната кальция СаСО3 составляют 50 г? 1 моль СаСО3 весит 100 г (см. выше на молярную массу). Следовательно 50г весят 0,5 моль. Это означает, что при проведении реакции в условиях задачи получится 0,5 моль карбоната кальция.
Второе, что нужно сделать, - понять в каком соотношении взяты вещества. Об этом нам говорят коэффициенты в уравнение:
СаО + СО2 = СаСОз
1 моль + 1 моль = 1 моль
Но мы уже выяснили, что в нашем случае мы получим всего 0,5 моль СаСОз. То есть и исходных веществ СаО и СО2 нужно взять по 0,5 моль. Переводя в граммы, получим, что оксида кальция требуется 56 г/моль*0,5 моль=28 г, а углекислого газа – 44 г/моль*0,5 моль=22 г. Это и есть ответ.
Пример 2.
Этот пример не из учебника химии, он сложный, но если вы его поймёте, вас никакой репетитор по химии уже не запугает. Пробуем!
Задача звучит так. Алюминий прореагировал с кислородом с образованием оксида алюминия. Известно, что в реакцию вступило 9 граммов алюминия. Определите, сколько получилось оксида алюминия в граммах.
Решение.
Для начала запишем уравнение 4Al + 3O2 = 2Al2O3 и сразу увидим, что 4 моля алюминия, сгорев, образуют 2 моля оксида алюминия.
Теперь смотрим в таблицу Менделеева и определяемся с молярными массами:
· молярная масса алюминия 27 г/моль, с этим всё просто
· молярная масса оксида алюминия Al2O3 102 г/моль (помните, как мы считаем? 2*27 (это алюминий)+3*16 (это кислород)=54+48=102).
Из условия задачи мы узнали, что в реакцию вступило 9 г алюминия. 1 моль алюминия весит 27 г (это молярная масса). Следовательно, в реакцию вступило 9/27 моль алюминия, или 0,3 моль алюминия. Вернёмся к реакции:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
4 моля алюминия при сгорании образуют 2 моля оксида алюминия
0,3 моля алюминия при сгорании образуют Х моля оксида алюминия
Находим Х=0,3*2/4=0,15 моль. Таким образом, если в реакции участвовало 9 г алюминия (или 0,3 моль), то получилось 0,15 моль оксида алюминия. Теперь самое простое – ищем массу в граммах. Припоминаем, что молярная масса оксида алюминия 102 г/моль. То есть 102 г весит 1 моль. А у нас всего 0,15 моль, и весит это количество вещества 102*0,15=15,3 г. Ответ на задачу: при сгорании 9 граммов алюминия получается 15,3 граммов оксида алюминия.
Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.
