Чтобы вычислить относительные молекулярные массы (Mr) различных веществ, необходимо знать относительные атомные массы элементов, входящих в состав этих веществ. Относительная атомная масса - это масса атома одного элемента, выраженная в атомных единицах массы (а.е.м.), и она показывает, насколько атом этого элемента тяжелее, чем атом углерода, взятый за 12 а.е.м.
Давайте начнем с вычисления относительных молекулярных масс для указанных веществ:
- Mr(N2):
- Относительная атомная масса азота (N) = 14.
- Так как в молекуле N2 два атома азота, то Mr(N2) = 2 * 14 = 28.
- Mr(CH4):
- Относительная атомная масса углерода (C) = 12.
- Относительная атомная масса водорода (H) = 1.
- В молекуле CH4 один атом углерода и четыре атома водорода, поэтому Mr(CH4) = 12 + 4 * 1 = 12 + 4 = 16.
- Mr(CaCO3):
- Относительная атомная масса кальция (Ca) = 40.
- Относительная атомная масса углерода (C) = 12.
- Относительная атомная масса кислорода (O) = 16.
- В молекуле CaCO3 один атом кальция, один атом углерода и три атома кислорода, следовательно, Mr(CaCO3) = 40 + 12 + 3 * 16 = 40 + 12 + 48 = 100.
- Mr(NH4Cl):
- Относительная атомная масса азота (N) = 14.
- Относительная атомная масса водорода (H) = 1.
- Относительная атомная масса хлора (Cl) = 35.5.
- В молекуле NH4Cl один атом азота, четыре атома водорода и один атом хлора, поэтому Mr(NH4Cl) = 14 + 4 * 1 + 35.5 = 14 + 4 + 35.5 = 53.5.
- Mr(H3PO4):
- Относительная атомная масса водорода (H) = 1.
- Относительная атомная масса фосфора (P) = 31.
- Относительная атомная масса кислорода (O) = 16.
- В молекуле H3PO4 три атома водорода, один атом фосфора и четыре атома кислорода, следовательно, Mr(H3PO4) = 3 * 1 + 31 + 4 * 16 = 3 + 31 + 64 = 98.
Теперь перейдем к определению химической формулы вещества на основе заданных процентных соотношений:
- а) w(Ca)=36%, w(Cl)=64%
- Предположим, что у нас есть 100 грамм вещества. Тогда:
- Масса Ca = 36 г, масса Cl = 64 г.
- Теперь найдем количество моль каждого элемента:
- Количество моль Ca = 36 г / 40 г/моль = 0.9 моль.
- Количество моль Cl = 64 г / 35.5 г/моль = 1.8 моль.
- Теперь делим на наименьшее количество моль: 0.9 моль.
- Ca: 0.9 / 0.9 = 1; Cl: 1.8 / 0.9 = 2.
- Таким образом, химическая формула - CaCl2.
- б) w(Na)=29.1%, w(S)=40.5%, w(O)=30.4%
- Предположим, что у нас есть 100 грамм вещества. Тогда:
- Масса Na = 29.1 г, масса S = 40.5 г, масса O = 30.4 г.
- Теперь найдем количество моль каждого элемента:
- Количество моль Na = 29.1 г / 23 г/моль = 1.26 моль.
- Количество моль S = 40.5 г / 32 г/моль = 1.27 моль.
- Количество моль O = 30.4 г / 16 г/моль = 1.90 моль.
- Делим на наименьшее количество моль: 1.26 моль.
- Na: 1.26 / 1.26 = 1; S: 1.27 / 1.26 ≈ 1; O: 1.90 / 1.26 ≈ 1.5.
- Для получения целых чисел умножаем на 2: Na: 2; S: 2; O: 3.
- Таким образом, химическая формула - Na2SO3.
Таким образом, мы вычислили относительные молекулярные массы и определили химические формулы веществ на основе процентного содержания элементов.