Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 21. Розрахунки за хімічними рівняннями маси, об'єму, кількості речовини реагентів та продуктів реакцій

І пропорційно кожний компонент

Ми вводимо в новий експеримент.

Відмірять срібла треба унцій п’ять,

А може, шість, а може, більше взять?

Джеффрі Чосер (переклад Костянтина Родигіна)

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • обчислювати за хімічними рівняннями кількість речовини, масу та об’єм газу за відомою кількістю речовини, масою, об’ємом газу одного з реагентів чи продуктів реакції.

Чимало виробництв ґрунтується на хімічних реакціях. Для ефективного здійснення хімічних технологічних процесів потрібно знати якісний і кількісний склад реагентів і продуктів реакції. Вам уже відомо, що для цього треба вміти здійснювати розрахунки за хімічними формулами. Однак не менш важливо знати кількості реагентів і продуктів реакції, їхні маси, а для газуватих речовин - об’єми. Адже хімік-аналітик у науковій чи заводській лабораторії, наприклад, має бути впевненим, що з визначеною кількістю будь-якого реагенту прореагує визначена кількість іншого реагенту й утвориться визначена кількість продуктів реакції.

Хімічні рівняння складають на основі закону збереження маси (пригадайте його формулювання). Коефіцієнти в хімічному рівнянні показують кількісні співвідношення речовин, які беруть участь у хімічній реакції та утворюються внаслідок її перебігу. Тобто можна за кількістю хоча б одного з реагентів або продуктів реакції обчислити кількості решти реагентів і продуктів. Розгляньмо приклади розрахунків за рівняннями хімічних реакцій.

Обчислення кількості речовини (реагенту або продукту) за рівнянням реакції, якщо відома кількість іншої речовини (реагенту або продукту).

Задача 1. Обчисліть кількість речовини (моль) літій гідроксиду, який утвориться в результаті реакції літій оксиду кількістю речовини 2 моль з достатньою кількістю води.

Обчислення маси речовини (реагенту або продукту) за рівнянням реакції, якщо відома кількість іншої речовини (реагенту або продукту).

Задача 2. Обчисліть масу (г) сульфур(VІ) оксиду, який прореагував з достатньою кількістю води, якщо продуктом реакції є сульфатна кислота кількістю речовини 5 моль.

Зверніть увагу: логіка розв’язання задач, наведених далі, така сама. Тож пояснення будуть менш докладними. Тому спробуйте самостійно, за вже розглянутими зразками, прокоментувати наведені в розв’язаннях обчислення.

Обчислення маси речовини (реагенту або продукту) за рівнянням реакції, якщо відома маса іншої речовини (реагенту або продукту).

Задача 3. Обчисліть масу (г) магній оксиду, який утвориться в результаті спалювання в кисні магнію масою 12 г (рис. 21.1). У цій, як і в багатьох інших реакціях, реагенти хімічно взаємодіють у строго визначених співвідношеннях, а в результаті реакції утворюються продукти, кількість яких можна точно обчислити.

Рис. 21.1. Горіння магнію в кисні

Цю задачу можна розв’язати в інший спосіб - складанням пропорції:

Обчислення маси газуватої речовини (реагенту або продукту) за рівнянням реакції, якщо відомий об’єм іншої газуватої речовини (реагенту або продукту).

Задача 4. Обчисліть масу (г) водню, який прореагував з хлором (рис. 21.2), якщо продуктом реакції є гідроген хлорид (хлороводень) об’ємом 11,2 л (н. у.).

Рис. 21.2. Горіння водню в хлорі

Обчислення об’єму газуватої речовини (реагенту або продукту) за рівнянням реакції, якщо відомий об’єм іншої газуватої речовини (реагенту або продукту).

Задача 5. Обчисліть об’єм (л) водню, який прореагує з киснем об’ємом 10 л. Об’єми газів виміряно за однакових умов.

Обчислення маси речовини (реагенту або продукту) за рівнянням реакції, якщо відомий об’єм іншої речовини (продукту або реагенту) у газуватому стані.

Задача 6. Обчисліть масу води (г), розкладеної електричним струмом (рис. 21.3), якщо продуктом реакції є кисень об’ємом 56 л (н. у.). (За рівнянням реакції визначте, у якій пробірці, зображеній на рис. 21.3, зібрався кисень, у якій - водень.)

Рис. 21.3. Розкладання води електричним струмом

Уміння, набуті під час опрацювання цього параграфа, ви закріпите й удосконалите, коли вивчатимете хімічні властивості основних класів неорганічних сполук. Адже до кожного нового для вас хімічного рівняння можна скласти декілька задач і розв’язати їх.

ПРО ГОЛОВНЕ

• Хімічні рівняння складають на основі закону збереження маси.

• Коефіцієнти в хімічному рівнянні показують кількісні співвідношення речовин, які беруть участь у хімічній реакції та утворюються внаслідок її перебігу.

• За кількістю речовини хоча б одного з реагентів або продуктів реакції можна обчислити кількості речовини решти реагентів і продуктів, їхні маси та об’єми (для газуватих речовин).

Перевірте себе

1. На основі якого закону складають хімічні рівняння? 2. Що показують коефіцієнти в хімічному рівнянні?

Застосуйте свої знання й уміння

  • 1. На шальки терезів помістили дві колби з хлоридною кислотою. На шийку кожної з двох колб надягли по гумовій повітряній кульці. В одній кульці - натрій карбонат, у другій - кальцій карбонат. Терези зрівноважили. Потім підняли одну з кульок так, щоб натрій карбонат потрапив у кислоту. Поясніть явище, яке відбулося внаслідок цієї дії (рис. 21.4). Поміркуйте й поясніть, чому терези залишилися зрівноваженими. Спрогнозуйте, чи вийдуть терези з рівноваги, якщо кальцій карбонат з другої кульки пересипати в колбу з кислотою.
  • 2. Обчисліть кількість речовини (моль) кальцій гідроксиду, який утвориться в результаті реакції кальцій оксиду кількістю речовини: а) 0,5 моль; б) 3 моль; в) 6 моль з водою.
  • 3. Обчисліть масу (г) сульфур(ІV) оксиду, який прореагував з водою, якщо продуктом реакції є сульфітна кислота кількістю речовини: а) 2,5 моль; б) 4 моль; в) 0,5 моль.
  • 4. Обчисліть масу (г) брому, який прореагував з воднем, якщо продуктом реакції є гідроген бромід (бромоводень) об’ємом (н. у.): а) 11,2 л; б) 56 л; в) 0,224 л.
  • 5.* 50-літровий балон містить скраплений пропан С3Н8 масою 20 кг, 27-літровий - пропан масою 11 кг, 5-літровий - пропан масою 3 кг. Обчисліть масу води та об’єм (н. у.) карбон(ІV) оксиду - продуктів повного згоряння пропану з кожного балона.
  • 6.* Проаналізуйте умови задач, наведених у параграфі. Складіть і розв’яжіть: а) задачі, обернені до них; б) інші задачі за цими рівняннями реакцій. Укладіть міні-задачник і розв’язник до нього.

Рис. 21.4

Творча майстерня

З додаткових джерел інформації дізнайтеся, що таке стехіометрія і стехіометричні розрахунки, на яких законах вони ґрунтуються. Підготуйте стисле повідомлення за результатами дослідження.

Дізнайтеся більше:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/4d1edba8-18df-ba68-f6eb-048c63df8839/1010650A.htm