Начните вводить часть условия (например, могут ли , чему равен или найти ):

Тема III. Подгруппа азота. Работа 4. Расчеты по определению массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного и обратные задачи

  • 1. На гидроксид натрия, взятый в необходимом количестве, подействовали раствором, содержащим 252 г азотной кислоты. Вычислите массу полученной соли, если массовая доля выхода составляет 90%. (Ответ: 306 г.)
  • 2. Вычислите объем аммиака (н. у.), который можно получить при нагревании 20 г хлорида аммония с избытком гидроксида кальция, если объемная доля выхода аммиака составляет 98%. {Ответ: 8,2 л.)
  • 3. Из 28 г оксида кальция получили 76 г нитрата кальция. Вычислите массовую долю выхода соли. (Ответ: 92,7%.)
  • 5. При нагревании нитрита аммония NH4NO2 образуются азот и вода. Вычислите объем азота (н. у.), который можно получить при разложении 128 г нитрита аммония, если объемная доля выхода азота составляет 90%. (Ответ: 40,3 л.)
  • 7. При разложении хлорида аммония массой 107 г получен аммиак объемом 38 л (н. у.). Вычислите объемную долю выхода аммиака. (Ответ: 84,8%.)
  • 8. Вычислите массу фосфора, необходимого для получения 200 кг фосфорной кислоты, если массовая доля выхода кислоты составляет 90%. (Ответ: 70,3 кг.)
  • 9. Какой объем аммиака (н. у.) можно получить, нагревая смесь 33 г сульфата аммония с избытком гидроксида кальция, если объемная доля выхода аммиака составляет 85%? (Ответ: 9,5 л.)

Избыток и недостаток реагентов

Далеко не всегда берут пропорциональные количества и массы реагирующих веществ. Часто один из реагентов для реакции берется с избытком , а другой – с недостатком . Очевидно, если в реакции 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О для получения 2 моль Н 2 О взять не 1 моль О 2 и 2 моль Н 2 , а 2 моль Н 2 и 2 моль О 2 , то 1 моль О 2 реагировать не будет и останется в избытке.

Определение реагента, взятого в избытке (например, В), проводят по неравенствам: n A / a < n общ.В /b = (n B + n изб.В)/b , где n общ.В – общее (взятое в избытке) количество вещества, n B – необходимое для реакции количество вещества, т.е. стехиометрическое , и n изб.В – избыточное (не реагирующее) количество вещества В , причем n общ.В = n B + n изб.В.

Вследствие того что избыточное количество реагента В реагировать не будет, расчет получаемых количеств продуктов необходимо проводить только по количеству реагента , взятого в недостатке.

Практический выход продукта

Теоретическим количеством n теор. называется количество продукта реакции, которое получается в соответствии с расчетом по уравнению реакции. Однако в конкретных условиях проведения реакции может произойти то, что продукта образуется меньше, чем ожидалось по результатам уравнения реакции; назовем эту величину практическим количеством n пр.

Практическим выходом продукта называется отношение практического количества продукта В (полученного реально) к теоретическому (рассчитанному по уравнению реакции). Практический выход продукта обозначается как ŋ В : ŋ В = n пр.В /n теор.В (аналогичный вид имеют выражения для массы любого продукта и объема газообразного продукта).

Практический выход продукта представлен долей от единицы или от 100 %.

На практике чаще всего ŋ В < 1 (100 %) из-за того что n пр. < n теор. Если в идеальных условиях n пр. = n теор, то выход становится полным, то есть ŋ В = 1 (100 %) ; он часто называется теоретическим выходом.

Массовая доля вещества в смеси. Степень чистоты вещества

Чаще для проведения реакций берут не индивидуальные вещества, а их смеси, в том числе и природные – минералы и руды. Содержание каждого вещества в смеси выражается посредством его массовой доли.

Отношение массы вещества (m B ) к массе смеси (m см ) получило название массовой доли вещества В (w В) в смеси: w В = m B /m см.

Массовая доля вещества в смеси – это доля от единицы или от 100 %.

Сумма массовых долей всех веществ смеси равна 1 (100 %).

В смеси мы сталкиваемся с двумя видами веществ – основным веществом и примесями . Основным веществом называют вещество (В), которое в смеси находится в преобладающем количестве; все остальные вещества называются примесями , а величину w В считают степенью чистоты основного вещества.

Например, природный карбонат кальция – известняк – может содержать 82 % CaCO 3 . Иными словами, 82 % равна степень чистоты известняка по CaCO 3 . На различные примеси (песок, силикаты и др.) приходится остаток в 18 %.

В полезных ископаемых, рудах, минералах, горных породах, т.е. в природных соединениях, и в продуктах промышленного производства примеси содержатся всегда.

Степень очистки химических реагентов может быть разной. По уменьшению процентного содержания примесей качественно различают следующие типы реактивов: «чистые», «технические», «химически чистые», «чистые для анализа», «особо чистые». Например, 99, 999 % основного вещества (H 2 SO 4) содержит «химически чистая» серная кислота . Следовательно, в серной кислоте лишь 0,001 % примесей.

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Окружающее нас пространство наполнено разными физическими телами, которые состоят из разных веществ с различной массой. Школьные курсы химии и физики, ознакомляющие с понятием и методом нахождения массы вещества, прослушали и благополучно забыли все, кто учился в школе. Но между тем теоретические знания, приобретенные когда-то, могут понадобиться в самый неожиданный момент.

Вычисление массы вещества с помощью удельной плотности вещества. Пример – имеется бочка на 200 литров. Нужно заполнить бочку любой жидкостью, скажем, светлым пивом. Как найти массу наполненной бочки? Используя формулу плотности вещества p=m/V, где p – удельная плотность вещества, m – масса, V – занимаемый объем, найти массу полной бочки очень просто:
  • Меры объемов – кубические сантиметры, метры. То есть бочка на 200 литров имеет объем 2 м³.
  • Мера удельной плотности находится с помощью таблиц и является постоянной величиной для каждого вещества. Измеряется плотность в кг/м³, г/см³, т/м³. Плотность пива светлого и других алкогольных напитков можно посмотреть на сайте . Она составляет 1025,0 кг/м³.
  • Из формулы плотности p=m/V => m=p*V: m = 1025,0 кг/м³* 2 м³=2050 кг.

Бочка объемом 200 литров, полностью наполненная светлым пивом, будет иметь массу 2050 кг.

Нахождение массы вещества с помощью молярной массы. M (x)=m (x)/v (x) – это отношение массы вещества к его количеству, где M (x) – это молярная масса X, m (x) – масса X, v (x) – количество вещества X. Если в условии задачи прописывается только 1 известный параметр – молярная масса заданного вещества, то нахождение массы этого вещества не составит труда. Например, необходимо найти массу йодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.
  • Молярная масса исчисляется в единой системе измерений СИ и измеряется в кг/моль, г/моль. Молярная масса йодида натрия – это сумма молярных масс каждого элемента: M (NaI)=M (Na)+M (I). Значение молярной массы каждого элемента можно вычислить по таблице, а можно с помощью онлайн-калькулятора на сайте : M (NaI)=M (Na)+M (I)=23+127=150 (г/моль).
  • Из общей формулы M (NaI)=m (NaI)/v (NaI) => m (NaI)=v (NaI)*M (NaI)= 0,6 моль*150 г/моль=90 грамм.

Масса йодида натрия (NaI) с массовой долей вещества 0,6 моль составляет 90 грамм.


Нахождение массы вещества по его массовой доле в растворе. Формула массовой доли вещества ω=*100%, где ω – массовая доля вещества, а m (вещества) и m (раствора) – массы, измеряемые в граммах, килограммах. Общая доля раствора всегда принимается за 100%, иначе будут погрешности в вычислении. Несложно из формулы массовой доли вещества вывести формулу массы вещества: m (вещества)=[ω*m (раствора)] /100%. Однако есть некоторые особенности изменения состава раствора, которые нужно учитывать при решении задач на эту тему:
  • Разбавление раствора водой. Масса вещества растворенного X не изменяется m (X)=m’(X). Масса раствора увеличивается на массу добавленной воды m’ (р)=m (р)+m (H 2 O).
  • Выпаривание воды из раствора. Масса растворенного вещества X не изменяется m (X)=m’ (X). Масса раствора уменьшается на массу выпаренной воды m’ (р)=m (р)-m (H 2 O).
  • Сливание двух растворов. Массы растворов, а также массы растворенного вещества X при смешивании складываются: m’’ (X)=m (X)+m’ (X). m’’ (р)=m (р)+m’ (р).
  • Выпадение кристаллов. Массы растворенного вещества X и раствора уменьшаются на массу выпавших кристаллов: m’ (X)=m (X)-m (осадка), m’ (р)=m (р)-m (осадка).


Алгоритм нахождения массы продукта реакции (вещества), если известен выход продукта реакции. Выход продукта находится по формуле η=*100%, где m (x практическая) – масса продукта х, которая получена в результате практического процесса реакции, m (x теоретическая) – рассчитанная масса вещества х. Отсюда m (x практическая)=[η*m (x теоретическая)]/100% и m (x теоретическая)=/η. Теоретическая масса получаемого продукта всегда больше практической, в связи с погрешностью реакции, и составляет 100%. Если в задаче не дается масса продукта, полученного в практической реакции, значит, она принимается за абсолютную и равна 100%.

Варианты нахождение массы вещества – небесполезный курс школьного обучения, а вполне применяемые на практике способы. Каждый сможет без труда найти массу необходимого вещества, применяя вышеперечисленные формулы и пользуясь предлагаемыми таблицами. Для облегчения задания прописывайте все реакции, их коэффициенты.

Атомы и молекулы – мельчайшие частицы вещества, поэтому в качестве единицы измерения можно выбрать массу одного из атомов и выражать массы других атомов в соотношении с выбранной. Так что же такое молярная масса, и какова ее размерность?

Что такое молярная масса?

Основоположником теории атомных масс был ученый Дальтон, который составил таблицу атомных масс и принял массу атома водорода за единицу.

Молярная масса – это масса одного моля вещества. Моль, в свою очередь, – количество вещества, в котором содержится определенное количество мельчайших частиц, которые участвуют в химических процессах. Количество молекул, содержащихся в одном моле, называют числом Авогадро. Эта величина является постоянной и не изменяется.

Рис. 1. Формула числа Авогадро.

Таким образом, молярная масса вещества – это масса одного моля, в котором находится 6,02*10^23 элементарных частиц.

Число Авогадро получило свое название в честь итальянского ученого Амедео Авагадро, который доказал, что число молекул в одинаковых объемах газов всегда одинаково

Молярная масса в Международной системе СИ измеряется в кг/моль, хотя обычно эту величину выражают в грамм/моль. Эта величина обозначается английской буквой M, а формула молярной массы выглядит следующим образом:

где m – масса вещества, а v – количество вещества.

Рис. 2. Расчет молярной массы.

Как найти молярную массу вещества?

Вычислить молярную массу того или иного вещества поможет таблица Д. И. Менделеева. Возьмем любое вещество, например, серную кислоту.Ее формула выглядит следующим образом: H 2 SO 4 . Теперь обратимся к таблице и посмотрим, какова атомная масса каждого из входящих в состав кислоты элементов. Серная кислота состоит из трех элементов – водород, сера, кислород. Атомная масса этих элементов соответственно – 1, 32, 16.

Получается, что суммарная молекулярная масса равна 98 атомных единиц массы (1*2+32+16*4). Таким образом, мы выясняли, что один моль серной кислоты весит 98 грамм.

Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе, если структурными единицами вещества являются молекулы. Молярная масса вещества также может быть равна относительной атомной массе, если структурными единицами вещества являются атомы.

Вплоть до 1961 года за атомную единицу массы принимали атом кислорода, но не целый атом а его 1/16 часть. При этом химическая и физическая единицы массы не были одинаковыми. Химическая была на 0,03% больше, чем физическая.

В настоящее время в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной е.а.м. выбрана 1/12 часть массы атома углерода.

Рис. 3. Формула единицы атомной массы углерода.

Молярная масса любого газа или пара измеряется очень легко. Достаточно использовать контроль. Один и тот же объем газообразного вещества равен по количеству вещества другому при одинаковой температуре. Известным способом измерения объема пара является определение количество вытесненного воздуха. Такой процесс осуществляется с использованием бокового отвода, ведущего к измерительному устройству.

Понятие молярной массы является очень важным для химии. Ее расчет необходим для создания полимерных комплексов и множества других реакций. В фармацевтике с помощью молярной массы определяют концентрацию данного вещества в субстанции. Также молярная масса важна при провидении биохимических исследований (обменный процесс в элементе).

В наше время благодаря развитию науки известны молекулярные массы практически всех составляющих крови, в том числе и гемоглобина.

В химии никак не обойтись без массы веществ. Ведь это один из важнейших параметров химического элемента. О том, как найти массу вещества различными способами, мы расскажем Вам в этой статье.

В первую очередь, необходимо найти нужный элемент, воспользовавшись таблицей Менделеева, которую можно скачать в Интернете или купить. Дробные числа под знаком элемента - это его атомная масса. Ее нужно умножить на индекс. Индекс же показывает, какое количество молекул элемента содержится в данном веществе.

  1. Когда Вы имеете сложное вещество, то нужно умножить атомную массу каждого элемента вещества на его индекс. Теперь необходимо сложить полученные Вами атомные массы. Измеряется такая масса в единицах грамм/моль (г/моль). Как найти молярную массу вещества, мы покажем на примере вычисления молекулярной массы серной кислоты и воды:

    H2SO4 = (H)*2 + (S) + (O)*4 = 1*2 + 32 + 16*4 = 98г/моль;

    Н2О = (H)*2 + (O) = 1*2 + 16 = 18г/моль.

    Молярная масса простых веществ, которые состоят из одного элемента, рассчитывается таим же способом.

  2. Можно вычислить молекулярную массу по существующей таблице молекулярных масс, которую можно скачать в сети Интернет или приобрести в книжном магазине
  3. Можно рассчитать молярную массу при помощи формул и приравнять ее к молекулярной массе. Единицы измерения при этом необходимо сменить с «г/моль» на «а.е.м.».

    Когда, например, Вам известны объем, давление, масса и температура по шкале Кельвина (если Цельсия, то необходимо перевести), то узнать, как найти молекулярную массу вещества можно, воспользовавшись уравнением Менделеева-Клайперона:

    M = (m*R*T)/(P*V),

    где R - это универсальная газовая постоянная; M - это молекулярная (молярная масса), а.е.м.

  4. Высчитать молярную массу можно при помощи формулы:

    где n - это количество вещества; m - это масса данного вещества. Тут нужно выразить количество вещества при помощи объема (n = V/VM) или числа Авогадро (n = N/NA).

  5. Если дано значение объема газа, то найти его молекулярную массу можно, взяв герметичный баллон с известным объемом и откачав из него воздух. Теперь нужно взвесить баллон на весах. Далее, закачать в него газ и снова взвесить. Разность масс пустого баллона и баллона с газом - это масса нужного нам газа.
  6. Когда Вам нужно провести процесс криоскопии, то необходимо высчитать молекулярную массу по формуле:

    M = P1*Ek*(1000/Р2*Δtk),

    где P1 - это масса растворенного вещества, г; P2 - это масса растворителя, г; Ek - это криоскопическая постоянная растворителя, узнать которую можно из соответствующей таблицы. Эта постоянная разная для разных жидкостей; Δtk - это разность температур, которую измеряют при помощи термометра.

Теперь Вы знаете, как найти массу вещества, будь оно простым или сложным, в любом агрегатном состоянии.