Хімія. 7 клас. Ярошенко

§ 16. Відносна молекулярна маса. Масова частка елемента в складній речовині

Вивчення параграфа допоможе вам:

• обчислювати відносну молекулярну масу речовини за її формулою;
• обчислювати масову частку елемента в складній речовині;
• обчислювати відносну молекулярну масу складної речовини за відомими масовими частками елементів

Молекули, як і атоми, мають дуже малу масу. Тому для зручності обчислень користуються не масою молекул, вираженою в грамах, а відносною молекулярною масою.

ЩО РОЗУМІЮТЬ ПІД ВІДНОСНОЮ МОЛЕКУЛЯРНОЮ МАСОЮ? Відносну молекулярну масу також визначають на основі порівняння маси молекули з масою 1/12 частини атома Карбону, ядро якого містить шість протонів і шість нейтронів, тобто з атомною одиницею маси.

• Відносна молекулярна маса речовини показує, у скільки разів маса молекули більша за атомну одиницю маси. Як і відносна атомна маса, відносна молекулярна маса є величиною безрозмірнісною. На письмі її позначають M_r.

ОБЧИСЛЕННЯ ВІДНОСНОЇ МОЛЕКУЛЯРНОЇ МАСИ. Розглянемо це на прикладі вуглекислого газу. Щоб обчислити його відносну молекулярну масу, треба знайти суму відносних атомних мас усіх атомів, що утворюють молекулу. Таких атомів три — один атом Карбону і два атоми Оксигену:

М_r(СО₂) = A_r(С) + А_r(О) + А_r(О) = 12 + 16 + 16 = 44

Обчислюючи відносну молекулярну масу, немає потреби записувати відносні атомні маси одного елемента стільки разів, скільки позначено його атомів індексом у формулі. Достатньо помножити індекс на відносну атомну масу хімічного елемента. Розглянемо це на прикладі бор оксиду В₂О₃:

М_r(В₂О₃) = 2 • A_r(В) + 3 • А_r(О) = 2 • 11 + 3 • 16 = 70

• Відносну молекулярну масу речовин обчислюють за їх хімічними формулами для всіх речовин незалежно від того, з яких структурних частинок вони утворені.

Тому ми будемо користуватися цим поняттям для речовин різної будови, а не лише молекулярної. Наприклад, у кальцій карбонату молекул немає, але відносну молекулярну масу цієї речовини обчислюють за її формулою так само, як і вуглекислого газу чи бор оксиду, що складаються з молекул:

M_r(CaCO₃) = А_r(Са) + A_r(С) + 3 • А_r(О) = 40 + 12 + 3 • 16 = 100

Розглянуті в параграфі приклади доводять, що для обчислення відносної молекулярної маси речовини незалежно від того, з яких частинок вона складається, необхідно:

• знати хімічну формулу речовини;
• дізнатись відносні атомні маси елементів;
• знайти суму відносних атомних мас усіх атомів, що є у складі формули сполуки.

• Відносну молекулярну масу речовини визначають за її хімічною формулою як суму відносних атомних мас елементів, що входять до хімічної формули речовини, з урахуванням їхньої кількості, позначеної індексами.

Щоб дізнатися про відносну молекулярну масу речовин, зручно користуватися періодичною системою хімічних елементів як довідковою. Необхідно зазначені в ній відносні атомні маси хімічних елементів заокруглювати до цілого числа згідно з математичними правилами заокруглення, і лише для Хлору традиційно використовувати числове значення 35,5.

Узагальнюючи вивчене, робимо висновок, що для обчислення відносної молекулярної маси речовин необхідно знати хімічну формулу речовини, відносні атомні маси хімічних елементів, уміти правильно виконувати математичні дії.

ОБЧИСЛЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ЕЛЕМЕНТА У СПОЛУЦІ. Пригадайте з математики, що називають діленим, дільником, часткою. Це знадобиться вам для обчислення масової частки елемента у сполуці.

Масову частку елемента у сполуці позначають ω (вимовляють «омега») і виражають десятковим дробом або у відсотках. Для вас цілком очевидно, що сума масових часток усіх елементів у сполуці дорівнює 1, або 100 %.

Масову частку елемента у сполуці визначають за допомогою математичної дії ділення. Діленим є маса елемента у сполуці m_(E), дільником — маса сполуки m_(спол.):

• Масова частка елемента у сполуці — це відношення маси елемента до маси речовини.

Оскільки маси атомів пропорційні їх відносним атомним масам, масову частку елемента у сполуці зручно обчислювати за хімічною формулою речовини. Тоді діленим буде сума відносних атомних мас атомів елемента у формулі, а дільником — відносна молекулярна маса речовини:

де ω масова частка елемента; A_r — відносна атомна маса елемента; n — кількість атомів елемента у формулі (позначена індексом); М_r — відносна молекулярна маса речовини.

Якщо речовина складається не з молекул, а з інших структурних частинок, обчислення однаково здійснюють за цією формулою. Замість назви «відносна молекулярна маса» може бути використано назву «відносна формульна маса».

Коли відома масова частка елемента, то можна обчислювати відносну молекулярну масу сполуки (3) та відносну атомну масу хімічного елемента в ній (4):

Приклад 1. Обчисліть масові частки елементів у сполуці Феруму з Оксигеном Fе₂О₃.

Пропорційність відношення маси елемента до загальної маси речовини, обчислена за розглянутою формулою (1), зберігається у будь-якій її порції. Тому, знаючи масову частку елемента, можна визначити його масу в будь-якій масі речовини. Ці знання мають практичне значення у хімічному виробництві. Так, знаючи масову частку Феруму у сполуці Fе₂О₃ (а ця сполука є складовою однієї із залізних руд), легко визначити, яку масу заліза можна одержати з будь-якої порцїї руди.

Приклад 2. Обчисліть масу заліза, яку можна добути зі сполуки Феруму з Оксигеном Fе₂О₃ масою 480 кг.

Скарбничка ерудита

Якщо відомі масові частки елементів у сполуці, то це дає змогу встановлювати хімічну формулу речовини.

Приклад 3. Встановіть формулу сполуки Сульфуру з Оксигеном, якщо масова частка Сульфуру в ній 0,4, масова частка Оксигену 0,6, а сума індексів дорівнює 4.

1. Дайте визначення відносної молекулярної маси.

2. Як обчислити відносну молекулярну масу речовини?

3. Назвіть індекси у записах: а) Н₂SО₄, б) ΝΗ₄ΝΟ₃, в) Н₂О₂.

4. Обчисліть відносну молекулярну масу сполуки за формулою НСlO₄.

5. Установіть відповідність між хімічними формулами речовин (цифрами) і їх відносними молекулярними масами (буквами).

• 1 Н₂О
• 2 О₂
• 3 Н₂
• 4 Н₂О₂
• А 34
• Б 32
• В18
• Г 16
• Д 2

6. Обчисліть масову частку Нітрогену у сполуках, формули яких: NO, ΗΝΟ₃, ΝΟ₂, ΝΗ₃.

7. Розташуйте хімічні формули речовин за збільшенням відносної молекулярної маси.

• А О₂
• Б Вr₂
• B H₂S
• Г Р₂O₅

8*. Не вдаючись до математичних обчислень, розташуйте формули сполук за збільшенням їх відносної молекулярної маси.

• А РbО₂
• Б SO₂
• В CO₂
• Г SiO₂

9*. Напишіть хімічну формулу речовини такого складу: два атоми Гідрогену, один атом Силіцію та три атоми Оксигену і здійсніть за нею розрахунки, що розглядалися у цьому параграфі.