ГМ-20 хімія ПР1

 

Практична робота №1 (2 год.)

Тема: ВСТАНОВЛЕННЯ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФОРМУЛИ РЕЧОВИНИ ЗА МАСОВИМИ ЧАСТКАМИ ЕЛЕМЕНТІВ.

 

Мета: навчитись розв¢язувати задачі на встановлення молекулярної формули речовини за масовими частками елементів.

 

Теоретична частина.

Опрацювати: Хімія 10 клас (за посиланням «Підручники»), с.21-25, § 4

 

Молекулярна (істинна) формула речовини дає інформацію про:

- якісний склад речовини (елементи, які є у складі молекули);

- кількісний склад (скільки атомів кожного хімічного елемента);

- співвідношення кількості атомів кожного хімічного елемента, що відповідає співвідношенню кількості речовини цих атомів у молекулі.

          Так, із формули щавлевої кислоти С₂Н₂О₄ відомо, що:

-  молекула містить атоми Карбону (С), Гідрогену (Н), Оксигену (О) - якісний склад;

- молекула містить  2 атоми С, 2 атоми Н, 4 атоми О - кількісний склад;

- співвідношення кількості атомів (N) елементів у молекулі:

N(C) : N(Н) : N(О) = 2 : 2 : 4 = 1 : 1 : 2

- співвідношення кількості речовини (υ) атомів елементів у молекулі:

υ(C) : υ(Н) : υ(О) = 2моль : 2моль : 4моль = 1 : 1 : 2

          Завдяки співвідношенню можна встановити найпростішу формулу, у якій індекси є найменшими з усіх можливих: СНО_2.

          Розв¢язуючи задачі на встановлення формули, спочатку встановлюють найпростішу формулу. Якщо вона збігається з істинною молекулярною формулою, то в умові задачі немає додаткової інформації, за якою можна обчислити молярну (М) масу. Якщо ж істинна молекулярна формула відрізняється від найпростішої, то в умові задачі обов¢язково буде вказано один із параметрів, за яким можна встановити молярну масу:

- густина газу (ρ);

- відносна густина газу за іншим газом (D);

- маса (m) або об¢єм (V).

          Відношення молярної маси речовини до молярної маси, що відповідає найпростішій формулі, дозволяє встановити  у скільки разів потрібно збільшити  індекси найпростішої формули для встановлення  істинної молекулярної формули речовини.

          Є ще один тип задач на встановлення молекулярної формули речовини, коли в умові наведені масові частки елементів (w). Для встановлення найпростішої формули речовини в цьому випадку користуються виразом:

υ(C) : υ(Н) : υ(О) = w (C)/ А_r(С) : w (Н)/ А_r(Н) : w (О)/ А_r(О)

У разі, коли відома молярна (або відносна молекулярна) маса речовини, або цю масу можна обчислити за вихідними даними, для визначення індексів у формулі речовини користуються виразом: для речовини С_хН_у

х =                  у =  

x =w(C)*Mr(CxHy)

100%*Ar(C)

y =w(H)*Mr(CxHy)

100%*Ar(H)

 

 

Практична частина.

Алгоритм розв’язування задачі:

1.    Записати повну і скорочену умову задачі.

2.    Якщо потрібно, обчислити молярну  масу речовини.

3.    Встановити найпростішу формулу речовини.

4.    Обчислити відношення молярної маси речовини до молярної маси, що відповідає найпростішій формулі.

5.    Встановити  істинну молекулярну формулу речовини.

6.    Записати відповідь.

 

Приклад:

Найпростіша формула вуглеводню СН₂,  а густина випарів цієї речовини за воднем становить 42. Встановіть молекулярну (істинну) формулу вуглеводню.

Дано:		Розв’язання:
Найпростіша  формула -  СН2 D Н2(СxНy) = 42 ________________ СxНy -?		1. Обчислюємо молярну масу вуглеводню: М(СxНy)= D Н2(СxНy)х М(Н2)=42х2=84 (г/моль) 2.  Обчислюємо молярну масу, що відповідає найпростішій формулі: М(СН2)=12х1+1х2=14 (г/моль) 3. Обчислюємо відношення молярної маси речовини до молярної маси, що відповідає найпростішій формулі:  М(СxНy)/ М(СН2)=84/14=6 4. Встановлюємо  істинну молекулярну формулу речовини, помноживши індекси найпростішої формули на 6: С6Н12
Відповідь: молекулярна (істинна) формула вуглеводню С6Н12.   І рівень

Задача 1. Встановити якісний склад, кількісний склад і найпростішу формулу органічної речовини (за варіантами). 1 бал

Задача 2. Обчислити молярну масу органічної речовини із задачі 1. 1 бал

Задача 3. Обчислити масові частки елементів (w) в органічній речовині із задачі 1. 1 бал

Задача 4. Обчислити кількість речовини (υ) в її порції  вагою 20 г (речовина із задачі 1). 1 бал

 

ІІ рівень

Задача 5. Найпростіша формула вуглеводню (за варіантом),  а його молярна маса становить (за варіантом). Встановіть молекулярну (істинну) формулу вуглеводню. 2 бали

Задача 6. Найпростіша формула вуглеводню (за варіантом),  а густина випарів цієї речовини за гелієм становить (за варіантом). Встановіть молекулярну (істинну) формулу вуглеводню. 2 бали

Задача 7. Установіть молекулярну формулу газуватого вуглеводню, якщо його густина за нормальних умов становить 1,34 г/л, а найпростіша формула СН₃. 2 бали

Задача 8. Установіть молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Гідрогену в якому становить (за варіантом), а його густина за воднем - (за варіантом). 2 бали

 

ІІІ рівень

Задача 9. Установіть молекулярну формулу газуватого вуглеводню, масова частка Карбону в якому становить 82,76%, а 11,6 г його за н.у. займає об¢єм 4,48 л. 2 бали

Задача 10. Масові частки Карбону і Хлору в галогенопохідній вуглеводню (С_xH_yCl_z) становлять, відповідно, 24,24% і 71,72%. Густина її випарів за повітрям становить3,414. Установіть молекулярну формулу речовини. 2 бали

 

Примітка: 

1) максимально можлива оцінка за умови виконання задач І рівня – 4

2) максимально можлива оцінка за умови виконання задач ІІ рівня – 8 (задачі І рівня не враховуються)

3) задачі ІІІ рівня зараховуються тільки за умови виконання задач ІІ рівня (задачі І рівня не враховуються), максимально можлива оцінка - 12

 

Вихідні дані (за варіантами ):

Варіант	Задача 1	Задача 5	Задача 6	Задача 8
1	С2Н4	СН2  168	СН2  14	7,69%      13
2	С2Н6	СН  78	СН  19,5	25%      8
3	С2Н2	СН2  154	СН2  35	14,286%      14
4	С4Н8	С5Н9  138	СН3  7,5	20%      15
5	С4Н6	С5Н11  142	СН2  7	14,286%      21
6	С4Н10	С9Н12  120	С2Н5  14,5	18,182%      22
7	С5Н10	С4Н5  106	С5Н8  17	14,286%      28
8	С5Н12	С7Н8  92	С2Н3  13,5	17,241%      29
9	С5Н8	С9Н16  248	СН2  10,5	14,286%      35
10	С3Н4	С4Н7  110	С3Н5  20,5	16,67%      36
11	С3Н6	С7Н12  192	СН2  31,5	14,286%      42
12	С3Н8	С3Н5  82	С7Н12  24	16,279%      43
13	С6Н12	С2Н3  54	С4Н7  27,5	14,286%      49
14	С6Н14	С5Н8  136	СН2  17,5	16%      50
15	С6Н10	С2Н5  58	С9Н16  31	14,286%      56
16	С6Н6	СН3  30	С7Н8  23	15,789%      57
17	С7Н14	СН2  140	С4Н5  26,5	14,286%      63
18	С7Н16	СН2  126	С9Н12  30	15,625%      64
19	С7Н12	СН2  112	С5Н11  35,5	14,286%      70
20	С8Н16	СН2  84	СН2  21	15,493%      71
21	С8Н14	СН2  70	С5Н9  34,5	14,286%      77
22	С8Н18	СН2  42	СН2  38,5	10%      20
23	С9Н18	СН2  182	СН2  42	14,286%      84
24	С8Н10	СН2  196	СН2  28	11,111%      27

 

Висновок.