Неорганическая химия (стр. 2 )

Решение: число атомов в соединении прямопропорционально массовой доле элемента и обратно пропорционально его относительной атомной массе Ar. Отсюда формула соединения NaxPyOz

ω(Na) ω(P) ω(O)

x : y : z = Ar(Na) : Ar(P) : Ar(O)

42,1 18,9 39

x : y : z = 23 : 31 : 16 = 1,83 : 0,61 : 2,44

общее кратное 0,61

1,83 0,61 2,44

x : y : z = 0,61 : 0,61 : 0,61 = 3 : 1 : 4

Простейшая формула – Na3PO4 .

Самостоятельно: В состав химического соединения входят натрий, фосфор, и кислород. Массовые доли элементов составляют:

ω(Na) = 34,6%

ω(Р) = 23,3%

ω(Na) = 42,1%

Выведите простейшую формулу соединения.

7  При соединении фосфора массой 1г с кислородом получился оксид фосфора массой 2,29г. Определите формулу оксида.

Решение: По закону сохранения массы веществ m(О) = m(РxОy) – m(P)

Простейшая формула оксида РxОy

m(P) m(O)

х : у = Ar(P) : Ar(O)

m(O) = 2,29г – 1г = 1,29г

РxОy. Находим число молей атомов фосфора и кислорода

1 1,29

х : у = 31 : 16 = 0,032 : 0,080

Общий делитель 0,016

0,032 0,080

х : у = 0,016 : 0,016 = 2 : 5

Простейшая формула оксида Р2О5

Ответ: формула оксида Р2О5.

Самостоятельно: Найдите простейшую формулу оксида ванадия, зная, что 2,73г оксида содержат 1,53г металла.

8  Определите валентность и эквивалент отдельных элементов входящих в соединения: NaCrO2 , NaCrO4, Na2Cr2O7.

9  Определите молекулярную массу вещества, если его относительная плотность по водороду равна 21.

10  Относительная плотность газа по воздуху равна 1,17. Определите молекулярную массу газа.

Лабораторная работа

Основные законы химии

Целью работы является приобретение навыков правильного взвешивания на весах и выполнения стехиометрических расчетов по табличным и самостоятельно полученным данным.

Методические рекомендации

Следует иметь в виду, что ни одно измерение не может быть произведено с абсолютной точностью. Предположим, например, что мы дважды определяли процентное содержание оксида меди (II) в данной соли. Несмотря на всю тщательность измерений в стремлении сохранить тождественные условия опыта, полученные результаты не будут вполне совпадать.

Для оценки точности измерения вычисляют абсолютную и относительную ошибки конечного результата. Абсолютная ошибки есть разность между теоретическим значением величины b и значением величины с, полученным в опыте:

 

х = в – c (1)

При работе в учебной лаборатории за истинное значение измеряемой величины принимают табличные данные. Относительной ошибкой О называется отношение абсолютной ошибки а к истинному значению b данной величины:

Δх = х/ в (2)

Только относительная ошибка дает возможность судить о точности измерения. Так, если абсолютная ошибка при определении массы равна 0,01г, а масса испытуемого тела 5г, то относительная ошибка 0,01/5 = 1/500, т. е.0,2%. Если же масса тела 25г, то при такой же абсолютной ошибке относительная ошибка составит 0,01/25= 1/2500, т. е. 0,004%.

Опыт 1 Определение процентного содержания оксида меди (II) в карбонате гидроксомеди (II).

При прокаливании карбонат гидроксомеди (II) разлагается:

(CuOH)2CO3 = 2CuO + H2O↑ + CO2↑

из полученных веществ вода в виде пара и оксид углерода (IV) – вещества летучие. В тигле остается оксид меди (II) в виде черного порошка. Зная массу карбоната гидроксомеди (II) и массу оксида меди (II), можно вычислить процентное содержание CuO в соли.

Оборудование и реактивы. Технохимические весы с разновесом. Газовая горелка с треножником и асбестовой сеткой. Занумерованные фарфоровые тигли, заблаговременно взвешенные лаборантом. Керамический треугольник. Тигельные щипцы. Ложечка для (CuOH)2CO3 . Карбонат гидроксомеди (II).

Выполнение работы. Взвесьте пустой тигель с точностью до 0,01г и проверьте значение его массы у лаборанта. Запишите номер и значение массы тигля. Насыпьте 1-2г карбоната гидроксомеди (II) в тигель и взвесьте с точностью до 0,01г. Запишите полученные результаты. Вставьте тигель в керамический треугольник, поместите на треножник и приступите к прокаливанию.

Вначале нагревайте медленно, на восстановленном пламени горелки, так как при бурном разложении (CuOH)2CO3 улетучивающиеся газы могут выбросить из тигля часть вещества. После прокаливания в течение 15-20 мин охладите и взвесьте тигель. Затем повторите прокаливание в течение 5 мин, охладите тигель и взвесьте его. Если результаты двух последних взвешиваний расходятся не более чем на 0,02г, приступайте к вычислениям; если расхождение более 0,02г, прокаливание и взвешивание продолжайте до постоянной массы.

Форма записи

Дата

Наименование работы

Масса тигля, г

пустого------------------------------------------- А

с солью------------------------------------------ Б

Масса соли, г-------------------------------------------- В = Б-А

Масса тигля с оксидом меди (II), г

после прокаливания------------------------ Г1

постоянная-------------------------------------Г

Масса оксида меди (II), г---------------------------- Д = Г-А

Содержание CuO в карбонате гидроксомеди (II), %

экспериментальное-----------------------Э

теоретическое------------------------------ Т

относительная ошибка вычисления, %-------О

Вычисления. Вычисляют теоретическое содержание оксида меди (II) в карбонате гидроксомеди (II) в карбонате гидроксомеди (II) в процентах (Т). Для этого по справочнику находят молекулярные массы карбоната гидроксомеди (II) и оксида меди (II), составляют пропорцию и производят вычисления. Аналогично вычисляют процентное содержание оксида меди (II) по экспериментальным данным (Э). Затем определяют относительную ошибку (О) в %:

 

х = теор – эксп.

х

Δ х = теор · m%

Если работа выполнена правильно и тщательно, относительная ошибка не должна превышать ±2%.

Контрольные вопросы и задачи

1  На технохимических весах взяты две навески: 0,60 и 60,00г. Для какой из них относительная ошибка больше и почему?

2  Сколько граммов взято карбоната гидроксомеди (II), если при прокаливании его получили 10г оксида углерода (IV)?

3  Сколько процентов азота содержится в нитрате калия?

4  Сколько процентов оксида калия (в пересчете) содержится в нитрате калия и хлорида калия?

5  Сколько процентов Р2О5 (в пересчете) содержится в фосфате кальция Ca3(PO4)2 и в дигидрофосфате кальция Ca(H2PO4)2?

6  Сколько нужно взять Ca3(PO4)2 и H2SO4 , чтобы получилось 5г фосфорной кислоты?

7  Сколько 16%-ного суперфосфата на 1 га нужно взять, чтобы внести в почву 12,5кг Р2О5?

8  Сколько надо внести нитрата натрия на 5 га почвы, если на каждый гектар требуется 45 кг азота?

9  Сколько азота содержится в 50кг 95%-ной чилийской селитры?

10  Сколько нужно взять гидроксида кальция и фосфорной кислоты, чтобы получить 200кг преципитата CaHPO4 • H2O?

Литература:

Основная:

1 , Цитович химия; Учебник для с.-х. ВУЗов глава 1, стр. 12-25

2 , Смарыгин химия. Учебник для с.-х. ВУЗов глава 2, стр.21-22, стр. 12-25

Дополнительная:

3 Ахметов неорганическая химия; М.: Высшая школа, 1988

4 Гольбрайх задач и упражнений по химии. М.: Высш. шк.,1984.

Тема 2 Строение вещества. Строение атома

Практическое занятие

Цели: Дать представление о корпускулярно-волновом дуализме явлений микромира, волновой функции, атомной орбитали. Изучить квантовые числа: главное, орбитальное, магнитное и спиновое, энергетические уровни и подуровни, правила заполнения электронных орбиталей атома в основном состоянии, принцип Паули, правило Клечковского и Хунда, электронные емкости орбиталей, подуровней и уровней атома, способы записи электронных формул атома.

Формировать у студента диалектико-материалистическое мировоззрение о единстве природы.

Изучение строения вещества приводит к открытию все более тонких деталей его структуры, постоянно углубляет и уточняет ваши знания.

План

1 Элементарные частицы и атомное ядро

2 Корпускулярно-волновой дуализм

3 Квантовые числа. Принцип Паули

4 Правила заполнения электронных уровней и подуровней. Электронные формулы, Электронно-структурные формулы. Правило Хунда

5 Значение теории строения атома в химии и биологии

6 Сколько s, p, d, f элементов в периодической системе ? Напишите электронную формулу атомов рубидия и цезия. Подсчитайте суммы спиновых квантовых чисел в этих атомах

7 Сформулируйте правило Хунда. Изобразите электронно-структурную формулу атома азота

8 Какие электроны называют валентными? Как изображают электронный остов атома рубидия?

9 Сколько электронов находится на d-подуровне атома с порядковым номером 43?

10 Охарактеризуйте квантовые числа следующих электронов:4s¹, 5p³, 4d²,4f¹.

Методические рекомендации

Квантово-механическая модель атома

Как известно, атомы состоят из ядра и электронов, а ядро - из протонов и нейтронов. Электроны, протоны и нейтроны являются элементарными частицами, т. е. мельчайшими частицами материи. Элементарные частицы, а также построенные из них атомные ядра, атомы и молекулы имеют чрезвычайно малые массы и геометрические размеры и поэтому обладают специфическими свойствами, отличающими их от объектов привычного нам мира-макромира, и образуют свой мир-микромир. В микромире проявля ются действия законов квантовой механики, которые не ощущаются в повседневной жизни. Квантовая механика – это наука о строении и свойст - вах элементарных частиц, ядер, атомных и молекулярных объектов, об их превращениях и о явлениях, сопровождающих эти превращения. Состояние электрона в атоме изучает квантовая механика. Главный тезис квантовой механики - микрочастицы имеют волновую природу, а волна - свойства частиц.