Уравнения ухр. Составление и решение химических уравнений. Формулы и названия кислот. Формулы и названия кислотных остатков
Признак
В условии задачи встречается слово «выход». Теоретический выход продукта всегда выше практического.
Понятия «теоретическая масса или объём, практическая масса или объём» могут быть использованы только для веществ-продуктов.
Доля выхода продукта обозначается буквой
(эта), измеряется в процентах или долях.
Также для расчётов может использоваться количественный выход:
Первый тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества и масса (объём) продукта реакции. Необходимо определить выход продукта реакции в %.
Задача 1. При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты получили соль массой 5, 5 г. Определите выход продукта реакции (%).
Дано: m (Mg ) = 1,2 г m практическая (MgSO 4) = 5,5 г _____________________ Найти: |
|
M (Mg ) = 24 г/моль M (MgSO 4) = 24 + 32 + 4 · 16 = 120 г/моль |
|
ν(Mg ) = 1,2 г / 24(г/моль) = 0,05 моль |
|
5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (ν теор) и теоретическую массу (m теор) продукта реакции | m = ν · M m теор (MgSO 4) = M (MgSO 4) · ν теор (MgSO 4) = 120 г/моль · 0,05 моль = 6 г |
(MgSO 4)=(5,5г ·100%)/6г=91,7% Ответ: Выход сульфата магния составляет 91,7% по сравнению с теоретическим |
Второй тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества (реагента) и выход (в %) продукта реакции. Необходимо найти практическую массу (объём) продукта реакции.
Задача 2. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%.
1. Записываем краткое условие задачи | Дано: m (CaO ) = 16,8 г 80% или 0,8 ____________________ Найти: m практ (CaC 2 ) = ? |
2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты. Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции. | |
3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ | M (CaO ) = 40 + 16 = 56 г/моль M (CaC 2 ) = 40 + 2 · 12 = 64 г/моль |
4. Находим количество вещества реагента по формулам | ν(CaO )=16,8 (г) / 56 (г/моль) = 0,3 моль |
5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (ν теор) и теоретическую массу ( m теор ) продукта реакции | |
6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле | m практич (CaC 2 ) = 0,8 · 19,2 г = 15,36 г Ответ: m практич (CaC 2 ) = 15,36 г |
Третий типзадач – Известны масса (объём) практически полученного вещества и выход этого продукта реакции. Необходимо вычислить массу (объём) исходного вещества.
Задача 3. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода ( IV ) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.
1. Записываем краткое условие задачи | Дано: н. у. V m = 22,4 л/моль V практич (CO 2) = 28,56 л 85% или 0,85 _____________________ Найти: m(Na 2 CO 3) =? |
2. Находим по ПСХЭ молярные массы веществ, если это необходимо | M (Na 2 CO 3) = 2·23 + 12 + 3·16 = 106 г/моль |
3. Вычисляем теоретически полученный объём (массу) и количество вещества продукта реакции, используя формулы: 5. Определяем массу (объём) реагента по формуле: m = ν · M V = ν · V m | m = ν · M m (Na 2 CO 3) = 106 г/моль · 1,5 моль = 159 г |
РЕШИТЕ ЗАДАЧИ
№1.
При взаимодействии натрия количеством вещества 0, 5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н. у.). Вычислите практический выход газа (%).Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr 2 O 3
металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно получить
при восстановлении его оксида массой 228 г, если практический выход
хрома составляет 95 %.
№3.
Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.
№4.К раствору, содержащему хлорид кальция массой 4,1 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88 %.
Программа Химический калькулятор служит для получения быстрого решения уравнений реакций из неорганической химии. В несколько нажатий вы получите полностью готовое химическое уравнение с расставленными коэффициентами. Работа программы схожа с работой математического калькулятора. То есть вы нашли, нажали и получили. Существенное преимущество программы, которое отличает её от других подобных программ-калькуляторов - библиотека готовых формул веществ, которая сильно экономит ваше время. Но особенность вовсе не мешает привычному решению уравнений.
Изначально может показаться, что готовые формулы лишь отнимают время, но это вовсе не так. К расположению всех формул нужно привыкнуть. Но на это не потребуется много времени. Все формулы, которые есть в программе, отсортированы по активности и классам реагирования. Но если вы не можете найти вещество, то просто воспользуйтесь функцией поиска. В том случае, если калькулятор пишет, что «с этим веществом не реагирует», а вам известны уравнения данных веществ и продукты реакции, то возможно внесение уравнения в базу данных приложения. В последних версиях программы были исправлены найденные ранее недоработки в базе данных. Количество химических реакций возросло более чем в три раза. Было добавлено около 360 новых веществ. При просмотре уравнения теперь доступна информация об условиях, в которых протекает химическая реакция. Так же появилась функция поиска, о которой уже упоминалось ранее.
Калькулятор ниже предназначен для уравнивания химических реакций.
Как известно, существует несколько методов уравнивания химических реакций:
- Метод подбора коэффициентов
- Математический метод
- Метод Гарсиа
- Метод электронного баланса
- Метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций)
Последние два применяются для окислительно-восстановительных реакций
Данный калькулятор использует математический метод - как правило, в случае сложных химических уравнений он достаточно трудоемок для ручных вычислений, но зато прекрасно работает, если все за вас рассчитывает компьютер.
Математический метод основан на законе сохранения массы. Закон сохранения массы гласит, что количество вещества каждого элемента до реакции равняется количеству вещества каждого элемента после реакции. Таким образом, левая и правая части химического уравнения должны иметь одинаковое количество атомов того или иного элемента. Это дает возможность балансировать уравнения любых реакций (в том числе и окислительно-восстановительных). Для этого необходимо записать уравнение реакции в общем виде, на основе материального баланса (равенства масс определенного химического элемента в исходных и полученных веществах) составить систему математических уравнений и решить ее.
Рассмотрим этот метод на примере:
Пусть дана химическая реакция:
Обозначим неизвестные коэффициенты:
Составим уравнения числа атомов каждого элемента, участвующего в химической реакции:
Для Fe:
Для Cl:
Для Na:
Для P:
Для O:
Запишем их в виде общей системы:
В данном случае имеем пять уравнений для четырех неизвестных, причем пятое можно получить умножением четвертого на четыре, так что его можно смело отбросить.
Перепишем эту систему линейных алгебраических уравнений в виде матрицы:
Эту систему можно решить методом Гаусса. Собственно, не всегда будет так везти, что число уравнений будет совпадать с числом неизвестных. Однако прелесть метода Гаусса в том, что он как раз и позволяет решать системы с любым числом уравнений и неизвестных. Специально для этого был написан калькулятор Решение системы линейных уравнений методом Гаусса с нахождением общего решения , который и используется при уравнивании химических реакций.
То есть калькулятор ниже разбирает формулу реакции, составляет СЛАУ и передает калькулятору по ссылке выше, решающему СЛАУ методом Гаусса. Решение потом используется для отображения сбалансированного уравнения.
Химические элементы следует писать так, как они написаны в таблице Менделеева, т. е. учитывать большие и маленькие буквы (Na3PO4 - правильно, na3po4 - неправильно).
