Хімія. Повторне видання. 8 клас. Григорович (2025)
§ 5. Установлення хімічних формул сполук
Поміркуйте
Якщо для обчислення масових часток елементів необхідна хімічна формула речовини, то чи можна розв'язати зворотну задачу: за масовими частками елементів визначити хімічну формулу сполуки?
Визначення хімічних формул речовин — одна з перших задач, що постала перед хіміками після того, як у хімічних дослідженнях почали застосовувати вимірювання. Знаючи масові частки елементів у сполуці (як молекулярної, так і немолекулярної будови), можна визначити її молекулярну масу, а, отже, її хімічну формулу.
Досліджуємо, моделюємо, проєктуємо
Запропонуйте математичну модель для визначення хімічної формули речовини за відомими масовими частками елементів.
Алгоритм 1. Установлюємо хімічні формули бінарних сполук, якщо невідома відносна молекулярна (формульна) маса
Алгоритм доцільно застосовувати, якщо за умовою задачі відомо:
- що речовина є бінарною1;
- які хімічні елементи містить речовина;
- масова частка одного з елементів.
1 Для більш складних речовин через велику кількість невідомих величин обчислення будуть громіздкими.
Перетворюємо математичну формулу для масової частки так, щоб обчислити відносну молекулярну масу:
Якщо нам відомо, який хімічний елемент є у складі сполуки, то ми знаємо його відносну атомну масу (Аr). З умови також відома його масова частка (w). Але у формулі є невідома величина N — число атомів (йонів) цього елемента. Ми знаємо, що зазвичай число атомів (йонів) у молекулі (формульній одиниці) є невеликим цілим числом. Тому ми можемо припустити, що N = 1 або 2, 3 тощо.
Зверніть увагу!
Під час розв'язування задач, у яких масові частки подано у відсотках, зручніше одразу перевести їх у частки від одиниці діленням на 100 %.
Приклад 1. Визначте хімічну формулу сполуки Феруму з Хлором, у якому масова частка Феруму становить 44,1 %.
Приклад 2. Визначте хімічну формулу сполуки Калію з Оксигеном, у якій масова частка Калію становить 83 %. Складіть систематичну назву цієї сполуки.
Алгоритм 2. Визначаємо хімічні формули сполук за масовими частками хімічних елементів, якщо відома відносна молекулярна (формульна) маса
Цей алгоритм доцільно використовувати, якщо за умовою задачі відомо:
- які хімічні елементи містяться в складі речовини;
- що речовина не обов’язково бінарна;
- масові частки всіх (або майже всіх) хімічних елементів;
- відносна молекулярна (формульна) маса речовини.
Для розв’язання таких задач використовуємо формулу для обчислення масової частки хімічного елемента, але перетворюємо її так, щоб можна було обчислити кількість атомів певного елемента:
Цей алгоритм також можна застосовувати для розв’язання розглянутих вище прикладів 1 і 2 після того, як обчислили відносну молекулярну масу речовини.
Приклад 3. Визначте хімічну формулу сполуки Карбону з Гідрогеном, відносна молекулярна маса якої дорівнює 70, а масова частка Карбону в ній становить 85,7 %.
Приклад 4. Визначте хімічну формулу кальциту, якщо відомо, що в ньому масова частка Кальцію становить 40 %, а Карбону — 12 %. Також кальцит містить атоми Оксигену, а його відносна формульна маса дорівнює 100.
Робота з інформацією
36. Визначте хімічну формулу оксиду, у якому:
- а) масова частка Хрому становить 52 %;
- б) масова частка Феруму становить 70 %.
37. Визначте хімічні формули сполук:
- а) Нітрогену з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 63,2 %;
- б) Карбону з Гідрогеном, у якій масова частка Карбону становить 81,82 %.
38. Мінерал халькопірит містить Купрум (масова частка 34,8 %), Ферум (масова частка 30,4 %) та Сульфур. Визначте хімічну формулу халькопіриту, якщо його відносна формульна маса дорівнює 184.
39. Поширений мінерал магнетит складається з Феруму й Оксигену. Визначте хімічну формулу магнетиту, якщо масова частка Феруму в ньому становить 72,4 %, а його відносна формульна маса дорівнює 232.
40. Відомий протиалергійний засіб містить активну речовину, що складається з Кальцію та Хлору. Відносна формульна маса сполуки дорівнює 111, а масова частка Хлору в ній становить 64%. Визначте формулу речовини та складіть її систематичну назву.
