Химические формулы и уравнения.

Химические формулы и уравнения.

• Формула и equation. It трудно представить себе путаницу химических обозначений, существовавшую до того, как была признана гипотеза Авогадро. Поскольку общепринятой атомной массы не существовало, в этом вопросе все химики руководствовались соображениями, которые казались ему наиболее правильными.

• Эти соображения часто изменяли в результате определенных индивидуальных экспериментов состав химических соединений-форму выражения химических формул. As для формулировки более сложных веществ химикам было трудно понять друг друга, потому что во многих случаях разногласия были настолько велики.

Даже с водой не было общепринятого designation. Людмила Фирмаль

Все эти трудности уже не сводятся к принятию единого атомного баланса. Химики наконец нашли общий язык language. In дело в том, что установление простейшей формулы соединения уже не представляло трудностей: нужно было только знать соотношение состава (определяемого химическим анализом) и атомного веса содержащихся в нем элементов. Образцы. Углерод-хлорные соединения содержат 7,8% C и 92,2% CI.

Соответствующие атомные веса дождя равны 12,0 и 35,5.Выводим так: чем больше атомный вес элемента, тем меньше относительное число атомов в молекуле (относительно удельной доли соединения).Поэтому для того, чтобы найти число, характеризующее относительное атомное содержание (атомный фактор) каждого элемента в молекуле соединения, необходимо разделить процентное содержание на соответствующий атомный вес.

После этого деления, в случае хлора 2.60, коэффициент углерода составит 0.65 В. Эти цифры уже отражают относительное содержание атомов в молекуле. Однако оба фактора Дробны, и только целочисленные атомы могут быть включены в 1 molecule. To сведите к целому числу, разделите оба элемента на наименьший.

Полученное значение (атомный фактор) 1 n 4 непосредственно указывает на число атомов для каждого элемента простейшей формулы, которая является sought. So так и будет SSC. It удобно организовать расчет в форме ниже. Включенные элементы * процент соединения атомный вес атомный фактор простейший атомный фактор ки. ……………Пример 2.

Вы можете видеть, что простой 7.8 92.2 является самой простой формой 12.6 35.5 0.65未満の第1酸化物2.GG Ди. 1 4 Элементы включенные в соединение ■ процентная сеть атомный вес атомный фактор простой атомный фактор 1) С……………О…………… 2) С…………. ..О……………Соответствующие простейшие формулы 63.5 88.8 11.2 79.9 20.1. 16.0 63.5 16.0-это Cu20 и с 1.4 0.7 1.25 1.25 uO. 2 1 1 1 1 Пример 3.

Найдите самую простую формулу для глицерина. Атомный вес атомный фактор (простейший атомный фактор) С. 39.14 12.0 3.26 1 Н 8.70 8.70 1.0 2.67 О. 52.16 (6.0 3.26 1 Видно, что молекулы глицерина содержат 2,67 атома водорода. Тот. Конечно, это невозможно. Результаты расчетов показывают это.

Молекула глицерина на самом деле содержит не 1 атом углерода и кислорода, а несколько из них и, соответственно, больше атомов водорода. Поскольку соотношение между атомарными факторами изменить нельзя, попробуйте сделать их 2 раза, 3 раза и т., чтобы сделать атомный фактор водорода целым числом.

Умножьте на 2, и вы получите 2. 5. 34 и 2.Опять же, множитель водорода очень отличается от целого числа. Умножьте на 3, и вы получите 3. 8.01 и 3.Так, самая простая формула глицерина будет » czh » выполнял функции $ 0. Пример 4.Найдите самое простое выражение этана. Атомный вес атомный фактор (простейший атомный фактор) С…………….. Н……………. 80.0 20.0 (2.0 IJQ 6.67 20.0 1 3 

Итак, расчет будет производиться по формуле CH$. Используя простейшие формулы веществ, можно вычислить вес формул из них (равный сумме соответствующих атомных весов) и сравнить полученные цифры с найденными в эксперименте. 4 * оксид меди оксид меди глицерин Этан хлорид Молекулярная масса： В самой простой формуле…. 153.8 143.1 79.5 92.1 15.0 

Из опыта…. 154 неизвестный метод принятия решения 92 30 Как видно из таблицы, формула четыреххлористого углерода и глицерина, найденная при измерении молекулярной массы, подтверждается, а для этана правильна двойная формула-C2Hb. Поэтому простейшая формула, подтвержденная определением ее молекулярной массы, лишь реально выражает атомный состав соединения в question.

In другими словами, для того чтобы установить истинную формулу соединения, помимо соотношения его состава и атомной массы, необходимо знать молекулярную массу. В настоящее время известно несколько методов определения молекулярной массы, но есть много веществ, которые не применимы ни к одному из этих методов(примером могут служить оба из которых оксид меди).в таких случаях нужно условно получить истинное выражение, ограничив его самым простым.

• Поскольку существует формула для любого соединения, пропорции его состава можно легко рассчитать. Для этого, суммируя атомный вес、Относительный вес соединения, полученного из Формулы (вес формулы), и процентное содержание каждого компонента определяются в соответствии с обычными арифметическими правилами.

Такие расчеты приходится делать очень часто. Образцы. Вычислите процент H * SO.»Вес формулы серной кислоты составляет:2•1.0 + 32.1 + 4•16.0 98.1。Отсюда ЧД — ^-2.04;%З- ^°-32.70; −65.26 Во-первых, рассмотрим соединение, состоящее из атомов только 2 элементов, таких как алюминий и кислород.

Алюминий-трехвалентный кислород двухатомный. Из самого вывода понятия валентности следует, что атомы, составляющие химическое соединение, не могут иметь свободной валентности. Поэтому общее число атомов алюминия должно быть равно общему числу валентных атомов кислорода. Наименьшее число, делящееся на 3 и 2 (наименьшее кратное), будет 6.So, общее число валентностей алюминия и кислорода составит 6.

Если известна валентность соответствующих элементов, то установление формулы соединения часто упрощается. Людмила Фирмаль

Однако каждый атом алюминия имеет 3 валентности, поэтому молекула должна содержать 2 атома алюминия. Аналогично, мы заключаем, что число атомов кислорода равно 3.Поэтому самой простой формулой для объединения алюминия и кислорода является AI2O3. Не все соединения, в которых формула может быть построена по валентности, действительно присутствуют. Возможность их образования зависит прежде всего от химических свойств элементов, а затем и от внешних условий.

Поэтому формулировка формулы по валентности имеет смысл только в том случае, если она известна из свойств элементов, с помощью которых может быть образовано соответствующее соединение. Если соединение содержит более 3-х различных элементов, то для формулировки уравнения валентности требуются дополнительные данные.

Например, для установления формулы азотной кислоты, состоящей из H, O и N, необходимо иметь такие данные, помимо валентности азота, равной 5 этого соединения (валентность водорода и кислорода равна 1 и 2 соответственно).Разные решения. Мы знаем, что молекулы азотной кислоты содержат только 1 атомы водорода и азота, которые не связаны непосредственно друг с другом, поэтому мы можем получить очень четкую формулу.

Для этого, начиная с атомов наиболее многовалентных элементов, мы обсудим следующее: Если 5-валентный атом азота не связан непосредственно с водородом, то он должен быть присоединен к атому кислорода со всей его валентностью. Поскольку последний является двухвалентным, 2 атома кислорода могут быть полностью связаны с атомами азота, а 3-й атом может быть связан с 1 валентностью.

Таким образом, у этого 3-го атома остается 1 свободная валентность. И вместе. Поэтому молекулы азотной кислоты должны содержать один водород atom. It ясно прикреплен к кислороду atoms. So, атом не остается свободно валентным, и формула для азотной кислоты будет HN03. Использование структурной формулы, в которой прямые связи между атомами показаны тире(кроме того, в таких случаях все аргументы будут понятнее）1 тире соответствует единице валентности каждого атома, связанного этой связью.)

Последующие этапы построения формулы азотной кислоты можно схематично нарисовать следующим образом. в Я И затем Структурная формула показывает не только количество атомов каждого элемента в молекуле, но и то, как эти атомы соединены друг с другом, обеспечивая тем самым гораздо более полную картину рассматриваемого вещества, чем обычная matter.

In в связи с этим установление структурных формул часто требует больших исследований. Многие ученые занимаются такого рода исследованиями, что объясняется большой ролью структурной формулы в химии, в частности, органической химии. Относительно простые формулы неорганической химии обычно не описываются в Ясной структурной форме, но часто включаются в скрытую форму.

Например, азотная кислота обозначается HN03 (не LNO3 или N03H), что указывает на центральное положение атома азота в молекуле. Часто приходится решать обратную задачу-найти валентность элементов по существующей формуле. Если он указан в структурной форме, то валентность всех элементов выводится непосредственно из него.

В обычной формуле вещества, состоящего только из 2 элементов, достаточно, как правило, знать одну валентность и найти валентность другой. Образцы. Дана формула N * 0 $.Найдите валентность азота в этом соединении. Молекула содержит 5 атомов кислорода, поэтому она имеет в общей сложности 10 valencies. It должно соответствовать 10-валентности атома азота.

Но в молекуле есть 2 таких атома. То есть, каждый атом должен пить валентность. Поэтому азот этого соединения является пятивалентным. Если вещество состоит из 3 или более элементов, то задача состоит в следующем complicated. To определив валентность 1 элемента, нужно знать все остальные валентности, кроме того, дополнительную информацию о структуре молекулы.

Образцы. Определите валентность серы в серной кислоте (H2S04).известно, что водород является одновалентным, а кислород-двухвалентным(кроме того, атомы последнего связаны между собой).Но этого недостаточно. Потому что в зависимости от метода рассуждения, вы получите 2 различных решения проблемы. I) 8 валентностей соответствуют 4 атомам кислорода, 2-2 атомам водорода.

Всего существует 10 валентностей, которые должны соответствовать валентности серы. То есть сера имеет 10-валентность. 2) 4 атома кислорода имеют валентность 8, 2 из которых расходуются на связывание с водородом, поэтому сера составляет 6, но 6-valence. In кроме того, если мы знаем, что водород не связывается непосредственно с серой в серной кислоте, то только 2-й раствор является possible.

So, сера в серной кислоте шестивалентна. Понятие валентности может быть распространено на всю группу атомов, составляющих molecule. So, в азотной кислоте, группа NO3 соединена с 1 атомом водорода, поэтому она univalent. In серная кислота, группа so. Он связан с 2 атомами водорода, то есть 2-валентными атомами и т. д.

Представьте себе такой атом Очевидно, что без водорода он имеет свободную валентность (1 или 2 соответственно в данном примере), и в результате стабильное независимое существование становится невозможным. Группы атомов с такой свободной валентностью называются радикалами (кислотными радикалами, такими как N0. 1 и SO4, часто называются кислотными остатками, а одновалентные радикалы OH являются радикалами или остатками воды в G.).

Радикальное мышление значительно упрощает составление формул по валентности. Это объясняется тем, что при описании многих химических реакций радикалы могут переходить из одного выражения в другое без изменения. Examples. In в результате реакции алюминия с серной кислотой выделяется водород и образуется сульфат алюминия.

То есть в результате реакции алюминий оказывается связанным с таким * радикалом. Знайте, что алюминий является трехвалентным, а кислотный остаток таким образом является двухвалентным, следует написать формулу сульфата алюминия. Наименьшее кратное 2 и 3-это G. So, молекула содержит 2 атома алюминия и 3 остатка кислоты SO*.То есть выражение будет Ala (So Alpha) j.

Если известна аналогичная формула, зная валентность входящих в нее радикалов, можно определить валентность металла. Верно и обратное. Сумев выяснить химическую формулу вещества, можно приступать к составлению химической формулы, что и является следующей задачей.

Если формула допускает упрощенную запись состава веществ, то уравнение является аналогичной записью химических реакций. Химическая формула представляет собой уравнение, слева от которого находится формула всех исходных веществ, а справа-всех веществ, возникающих в результате реакции.

Перед каждой формулой задается коэффициент, указывающий на количество молекул конкретного вещества, содержащихся в Формуле реакции(если коэффициент равен 1, то он не записывается).в качестве примера, формула реакции глинозема и серной кислоты осуществляется поэтапно.

Чтобы составить химическое уравнение, вам нужно сделать следующее: 1) в левой части уравнения напишите формулу всех исходных веществ и соедините их знаком плюс. AI2O3 + H2SO4 — *(I） 2) объединить краткое изложение состава вещества, возникающего в результате реакции (не обращая внимания на валентность) и предварительную формулу, полученную с плюсом sign.

It возможно очертить состав продуктов, возникающих в результате изучения и наблюдения процесса реакции или в результате знания химических свойств реагирующих веществ и их компонентов： Al203 + H2S04 — ► AI | S04 + H / 0 (II） 3) подтвердить все ранее изложенные формулы валентностью содержащихся в них элементов или радикалов и внести соответствующие поправки.

AL03 + H2S04 — * Al2(S04b + H20 (W） 4) Проверьте число атомов (или число радикалов) каждого элемента и выровняйте его в обеих частях записи, поставив соответствующие коэффициенты перед уравнением. Поскольку большинство химических реакций протекает в водной среде, мы подтверждаем количество атомов водорода N кислород обычно необходимо проводить только после проверки атомного номера других элементов. A1203 + 3H2SO <= AI2 (SO<) 3 + 3H20 (IV）

Конечно, вам не нужно переписывать каждое настроенное уравнение 4 раза, как вы сделали в примере для ясности. Разбивка редактирования уравнения на вышеперечисленные этапы направлена только на то, чтобы направить вывод по определенному пути, что позволяет избежать ошибок при записи более сложных реакций. Формула химической реакции позволяет выполнять различные расчеты, связанные с ней. Имейте в виду, что символ каждого химического элемента имеет одновременно 2 значения: Атом и вес.

С другой стороны, такие символы, как O, обозначают 1 атом кислорода. Тот же знак, с другой стороны, указывает на атомный вес, то есть вес, соответствующий кислороду в 16-весовых единицах. При составлении формулы валентность вычисляется как первое значение и 2-е значение в химическом веществе calculation. In в последнем случае любая единица веса (грамм, килограмм и т.) безразлично, но для всех элементов, входящих в расчет, выбранная единица измерения должна быть одинаковой.

Пример I. количество серной кислоты, необходимое для взаимодействия со 100 г А1, и сколько образуется сульфата алюминия и водорода. Уравнение реакции ： 2A1-f 3H2S04-AI2 (SO») 3 +ЗН、 Есть такие расчеты, как: 1) для всех атомов и молекул, исходя из атомной массы элемента, вычислить их общую массу (то есть массу, учитывающую коэффициент), участвующую в реакции： 2A1 + 3HaS04 A | 2(S04),+ AP、 2-27.0 3（2-1.0 + 32.1 + 4.16.0）2.27.0 + 3（32.1 + 4-16.0）3-2.0 54.0 294.3 342.С 6.0 2)

Создайте и определите соответствующие пропорции. а) 54,0 г АИ реагирует с 294,3 г серной кислоты, 100 г АИ реагирует с х г кислоты. AI H, S04 54.0-294.3 х — 00-543 ^ л ’ г Лоо— * 54,0 б) о Сульфате алюминия получите также. AI Al2 (S04) 3 54.0-342.5 у-342£Н°°-632 г Одна сотая в) Наконец, в случае водорода： А1 Н2 54.0-6.0 100-2 Пример 2. Сколько металлической ртути необходимо для производства 100 кг хлорированной ртути (HgClj)?

В данном случае, нас интересует только один элемент-ртуть, поэтому расчет не требует знания уравнения реакции. Найди его раньше 6.0-100 54.0 11г Общая рецептурная масса хлорной ртути: 200,6 + 2-35. 5-271. 6.Но 1 атом Hg соответствует 1 молекуле HgCh. Поэтому решение обеспечивает следующее соотношение: Hgci、 ALLGOБЫЛ -.200. 6-100 ″ _л 200.6-2 / 1.6 х = — = / 3,9 кг х-100 ″

Приведенный выше пример показывает важность овладения химическими расчетами. Без них немыслима ни правильно организованная производственная работа, ни ее контроль. Выход полученного на практике обычно выражается как максимально возможный согласно соотношению теории, то есть уравнению реакции.

Величина фактического выхода продукта во многом определяется характером самого химического процесса и техническими методами, применяемыми для его осуществления, но во многих случаях она также позволяет определить качество работы.

Например, 20 кг чистого серебра дадут 27 кг AgN03.Вес формулы этого соединения составляет 107.9 + 14.0 + 3 X x x 1C, 0 = 169.9.Теоретическое решение может быть найдено из следующего соотношения: Ag AG AgN03 169 9-20 107.9-169.9 I£31.5 кг 20-х п0 / ’ 9 Фактический выход составляет (27: 31.5) * 100 =85.7% теоретического значения.

Между тем, процесс получения нитрата серебра не должен повлечь за собой значительных затрат. losses. As в результате работы оказалось недостаточно. Добавь 1) Следует отметить, что простейшие формулы неорганической химии очень распространены. Они используются для обозначения многих веществ с более сложной структурой, например, PjOs и всех веществ.

Как правило, отдельные молекулы представляют собой необнаруживаемые структуры (например, NaCI).Не говоря уже о содержании. Известен только химический состав. Самая простая формула, как правило, представляет собой сам химический элемент (например, S записывается в Se, а не в уравнении).

2) его использование потому, что простейшая формула точно отражает относительное содержание отдельных элементов внутри рассматриваемых частиц материи. вместо стнных. Нельзя ошибиться с весомым химическим расчетом.

Однако из-за гораздо меньшего объема вычислений правильное применение пера Авогадро и уравнения Клапейрона-Менделеева возможно только на основе истинной формулы. Поэтому только правда препаратах, применяемых для газообразных веществ(НС. ОА и др.).

3) структурная формула выражает структуру химической молекулы конкретного вещества (§ 3 add.2).Открытие связей между отдельными атомами имеет смысл, даже если по какой-то причине такие молекулы(например, IIjCOj) не способны к стабильному независимому существованию.

Смотрите также:

Предмет химия

Молекулярные веса	Воздух
Атомные веса	Инертные газы