Как найти массу практическую. Как найти массу вещества? Моль, молярная масса

В химии никак не обойтись без массы веществ. Ведь это один из важнейших параметров химического элемента. О том, как найти массу вещества различными способами, мы расскажем Вам в этой статье.

В первую очередь, необходимо найти нужный элемент, воспользовавшись таблицей Менделеева, которую можно скачать в Интернете или купить. Дробные числа под знаком элемента - это его атомная масса. Ее нужно умножить на индекс. Индекс же показывает, какое количество молекул элемента содержится в данном веществе.

1. Когда Вы имеете сложное вещество, то нужно умножить атомную массу каждого элемента вещества на его индекс. Теперь необходимо сложить полученные Вами атомные массы. Измеряется такая масса в единицах грамм/моль (г/моль). Как найти молярную массу вещества, мы покажем на примере вычисления молекулярной массы серной кислоты и воды:

   H2SO4 = (H)*2 + (S) + (O)*4 = 1*2 + 32 + 16*4 = 98г/моль;

   Н2О = (H)*2 + (O) = 1*2 + 16 = 18г/моль.

   Молярная масса простых веществ, которые состоят из одного элемента, рассчитывается таим же способом.

2. Можно вычислить молекулярную массу по существующей таблице молекулярных масс, которую можно скачать в сети Интернет или приобрести в книжном магазине
3. Можно рассчитать молярную массу при помощи формул и приравнять ее к молекулярной массе. Единицы измерения при этом необходимо сменить с «г/моль» на «а.е.м.».

   Когда, например, Вам известны объем, давление, масса и температура по шкале Кельвина (если Цельсия, то необходимо перевести), то узнать, как найти молекулярную массу вещества можно, воспользовавшись уравнением Менделеева-Клайперона:

   M = (m*R*T)/(P*V),

   где R - это универсальная газовая постоянная; M - это молекулярная (молярная масса), а.е.м.

4. Высчитать молярную массу можно при помощи формулы:

   где n - это количество вещества; m - это масса данного вещества. Тут нужно выразить количество вещества при помощи объема (n = V/VM) или числа Авогадро (n = N/NA).

5. Если дано значение объема газа, то найти его молекулярную массу можно, взяв герметичный баллон с известным объемом и откачав из него воздух. Теперь нужно взвесить баллон на весах. Далее, закачать в него газ и снова взвесить. Разность масс пустого баллона и баллона с газом - это масса нужного нам газа.
6. Когда Вам нужно провести процесс криоскопии, то необходимо высчитать молекулярную массу по формуле:

   M = P1*Ek*(1000/Р2*Δtk),

   где P1 - это масса растворенного вещества, г; P2 - это масса растворителя, г; Ek - это криоскопическая постоянная растворителя, узнать которую можно из соответствующей таблицы. Эта постоянная разная для разных жидкостей; Δtk - это разность температур, которую измеряют при помощи термометра.

Теперь Вы знаете, как найти массу вещества, будь оно простым или сложным, в любом агрегатном состоянии.

Вычисление массовой или объемной доли выхода продукта
(в процентах) от теоретически возможного
Массовая (мольная, объемная) доля выхода продукта () – это
отношение массы, количества вещества или объема практически
полученного вещества к теоретически возможным:
практ.)
m
m
(теор.)

%100


практ.)

%100

(теор.)
V

V
практ.)

100
(теор.)
%,
 =
m (ν, V) (практ.) показывает массу (количество вещества, объем), реально
где
полученные;
m (ν, V) (теор.) показывает массу (количество вещества, объем), которые
могли бы получить, если бы не было потерь.
Задачи на выход продукта реакции от теоретически возможного можно
разделить на три вида.
1. Известны масса (объем) исходного вещества и масса (объем)
продукта реакции. Определить массовую (объемную) долю выхода
продукта реакции.
П р и м е р. В лаборатории восстановлением нитробензола массой 61,5 г
получили анилин массой 44 г. Определите массовую долю (в %) выхода
анилина.
х моль
Решение.
0,5 моль
C6H5NO2 + 6[H] = C6H5NH2 + 2H2O
1 моль
1. Рассчитываем ν (C6H5NO2):
1 моль
= 0,5 (моль)
5,61
ν (C6H5NO2) = 123
2. По уравнению реакции определяем теоретическое ν (C6H5NН2):
ν (C6H5NO2) = ν (C6H5NН2) = 0,5 моль
3. Определяем теоретическую массу анилина:
m (C6H5NН2)теор. = ν (C6H5NН2) ∙ М (C6H5NН2) =
= 0,5 ∙ 93 = 46,5 (г).
4. Определяем массовую долю выхода анилина:
практ.)
m
m
(теор.)

44
5,46
 =
= 0,946, или 94,6 %.

2. Известны масса (объем) исходного вещества и доля (в %) выхода
продукта реакции. Определить практическую массу (объем) продукта
реакции.
П р и м е р. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при
действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если массовая доля выхода
составляет 80 % (или 0,8).
Решение.
0,3 моль
CaO + 3C
1 моль
х моль

t

CaC2 + CO
1 моль
)CaO(m
)CaO(M
8,16
56

= 0,3 (моль).
1. ν (CaO) =
2. По уравнению реакции определяем теоретическое ν (CaС2):
ν (CaO) практ. = ν (CaС2) теор.  ν (CaС2) теор. = 0,3 (моль).
3. Вычисляем практически полученное ν (CaС2):
ν (CaС2) практ. = ν (CaС2) теор. ∙  = 0,3 ∙ 0,8 = 0,24 (моль).
4. Вычисляем практически полученную массу карбида кальция:
m (CaС2) практ. = ν (CaС2) практ. ∙ M = 0,24 ∙ 64 = 15,36 (г).
3. Известны масса (объем) практически полученного вещества и доля
выхода этого продукта реакции. Вычислить массу (объем) исходного
вещества.
П р и м е р. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для
получения оксида углерода (IV) объемом 28,56 л (н. у.) при массовой доле
выхода 85 %.
Решение.
х моль
Na2CO3 + 2HC = 2NaC + H
1 моль
1. Вычисляем теоретически полученный объем и количество вещества
2O + CO2
1,5 моль
1 моль
ℓ
ℓ
оксида углерода (IV):
V (CO2)теор. =
)CO(V
2

практ.

56,28
85,0
= 33,6 (л).
)CO(V
2 
6,33
4,22
V
M
= 1,5 (моль).
ν (CO2) =
2. По уравнению реакции определяем ν (Na2CO3):
ν (Na2CO3) = ν (CO2)  ν (Na2CO3) = 1,5 (моль).
3. Определяем массу Na2CO3:
m (Na2CO3) = ν (Na2CO3) ∙ M (Na2CO3) = 1,5 ∙ 106 = 159 (г).

Реши самостоятельно:
1. При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты
получили соль массой 5,5 г. Определите массовую долю (%) выхода продукта
реакции. (91,67 %.)
2. При взаимодействии натрия количеством вещества 0,5 моль с водой
получили водород объемом 4,2 л. Вычислите объемную долю (%) выхода газа.
(75%.)
3. Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr2O3
металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно
получить восстановлением его оксида массой 228 кг, если массовая доля
выхода хрома составляет 95 %. (148,2 кг.)
4. При сплавлении гидроксида натрия массой 60 г и оксида кремния (IV)
образовалось 13 г водяных паров. Определите массовую долю (%) выхода
воды. (96,3 %.)
5. Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной
серной кислотой для получения оксида серы (IV) объемом 3,0 л (н. у.), если
объемная доля выхода оксида серы (IV) составляет 90 %. (9,51 г.)
6. Вычислите объем аммиака, который можно получить, нагревая хлорид
аммония массой 20 г с избытком гидроксида кальция, если объемная доля
выхода аммиака составляет 98 %. (8,2 л.)
7. При пропускании аммиака объемом 672 л (н. у.) через раствор массой
900 г с массовой долей азотной кислоты 40 % получен нитрат аммония массой
440,68 г. Определите массовую долю (%) выхода соли. (96 %.)
8. Из фосфора массой 15,5 кг получили фосфорную кислоту массой
41,6 кг. Вычислите массовую долю (%) выхода продукта. (85 %.)
9. Какое количество серной кислоты можно получить из элементарной
серы массой 192 г, если массовая доля выхода последней стадии 95 %.
(5,7 моль.)
10. При пропускании сероводорода объемом 2,8 л (н. у.) через избыток
раствора сульфата меди (II) образовался осадок массой 11,4 г. Определите
выход продукта реакции. (95 %.)
11. Через раствор массой 50 г с массовой долей иодида натрия 15 %
пропустили избыток хлора. Выделился йод массой 5,6 г. Определите выход
продукта реакции. (88,2 %.)
12. К раствору, содержащему хлорид кальция массой 4,5 г, прилили
раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу
полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88 %. (3,41 г.)
13. Вычислите, какой объем раствора с массовой долей гидроксида калия
26 % ( = 1,24 г/мл) необходим для реакции с алюминием, чтобы получить

водород объемом 10,64 л, если объемная доля выхода водорода составляет
95 %. (41,35 мл.)
14. Определите количество вещества и объем (н. у.) хлора, который
потребуется для получения хлорида железа (III) массой 150 г при массовой
доле выхода соли 92,3 %. (1,5 моль; 33,6 л.)
15. При пропускании смеси, состоящей из оксида серы (IV) объемом 5 л и
кислорода объемом 15 л, через контактный аппарат, объем изменился на 2 л.
Определите объемную долю (%) выхода продукта реакции. (80 %.)
16. При термическом разложении метана количеством 14 моль получен
ацетилен, объем которого при н. у. составил 120,96 л. Вычислите массовую
долю (%) выхода продукта. (77 %.)
17. Вычислите массу ацетата натрия, затраченную на получение метана
массой 80 г при массовой доле выхода продукта 70 %. (586 г.)
18. Определите массу уксусной кислоты, которая расходуется для синтеза
уксусноэтилового эфира, если полученная масса 70,4 г составляет 80 % от
теоретического. (60 г.)
19. Рассчитайте массу тетрахлорида углерода, который можно получить
при хлорировании метана объемом 11,2 л молекулярным хлором, объем
которого равен 56 л (н. у.). Выход продукта составляет 70 % от теоретически
возможного. (53,9 г.)
20. При каталитическом гидрировании формальдегида получили спирт,
при взаимодействии которого с металлическим натрием образовался водород
объемом 8,96 л (н. у.) Выход продукта на каждой из стадий синтеза составил
80 %. Определите исходную массу формальдегида. (37,5 г.)
21. При конверсии равных объемов оксида углерода (IV) и метана объем
смеси увеличился в 1,8 раза. Определите степень конверсии. (90 %.)

ВЫЧИСЛЕНИЕ ВЫХОДА ПРОДУКТА РЕАКЦИИ В ПРОЦЕНТАХ ОТ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ВОЗМОЖНОГО, ЕСЛИ ИЗВЕСТНЫ МАССЫ ИСХОДНОГО ВЕЩЕСТВА И ПРОДУКТА РЕАКЦИИ

Задача 1. Через известковую воду, содержащую 3,7 г гидроксида кальция, пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили, взвесили. Его масса оказалась равной 4,75 г. Вычислить выход продукта реакции (в процентах) от теоретически возможного.

I способ.

Определим количества приведенных в условии задачи веществ:
v = m / M = 3,7 г / 74 г/моль = 0,05 моль;
v = 0,05 моль
v(CaCO 3 ) = m(CaCO 3 ) / M(CaCO 3 ) = 4,75 г / 100 г/моль = 0,0475 моль;
v(CaCO 3 ) = 0,0475 моль

Запишем уравнение химической реакции:

Ca(OH) 2

Из уравнения химической реакции следует, что из 1 моль Ca(OH) 2 образуется 1 моль CaCO 3 , а значит, из 0,05 моль Ca(OH) 2 теоретически должно получиться столько же, то есть 0,05 моль CaCO 3 . Практически же получено 0,0475 моль CaCO 3 , что составит:
w вых. (CaCO 3 ) = 0,0475 моль * 100 % / 0,05 моль = 95 %
w вых. (CaCO 3 ) = 95 %

II способ.

Принимаем во внимание массу исходного вещества (гидроксида кальция) и уравнение химической реакции:

Ca(OH) 2

Рассчитаем по уравнению реакции, сколько теоретически образуется карбоната кальция.

Отсюда х = 3,7 г * 100 г / 74 г = 5 г, m(CaCO 3 ) = 5 г

Это означает, что из данных по условию задачи 3,7 г гидроксида кальция теоретически (из расчётов) можно было бы получить 5 г карбоната кальция, а практически получено лишь 4,75 г продукта реакции. Из этих данных определим выход карбоната кальция (в %) от теоретически возможного:

5 г CaCO 3 составляют 100% - ный выход
4,75 г CaCO 3 составляют х %

x = 4,75 моль * 100 % / 5 г = 95 % ;
w вых. (CaCO 3 ) = 95 %

Ответ: выход карбоната кальция составляет 95 % от теоретически возможного.

Задача 2. При взаимодействии магния массой 36 г с избытком хлора получено 128,25 г хлорида магния. Определить выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.

I способ.

Из данных по условию задачи значений масс магния и хлорида магния рассчитаем значения количества этих веществ:
v(Mg) = m(Mg) / M(Mg) = 36 г / 24 г/моль = 1,5 моль; v(Mg) = 1,5 моль
v(MgCl 2 ) = m(MgCl 2 )/ M(MgCl 2 ) = 128,25 г / 95 г/моль = 1,35 моль;
v(MgCl 2 ) = 1,35 моль

Составим уравнение химической реакции:

Mg

Воспользуемся уравнением химической реакции. Из этого уравнения следует, что из 1 моль магния можно получить 1 моль хлорида магния, а, значит, из данных 1,5 моль магния можно теоретически получить столько же, то есть 1,5 моль хлорида магния. А практически получено лишь 1,35 моль. Поэтому выход хлорида магния (в %) от теоретически возможного составит:

х = 1,35 моль * 100% / 1,5 моль = 90%, т.е. w вых. (MgCl 2 ) = 90%

II способ.

Рассмотрим уравнение химической реакции:

Mg

В первую очередь по уравнению химической реакции определим, сколько граммов хлорида магния можно получить из данных по условию задачи 36 г магния.

Отсюда х = 36 г * 95 г / 24 г = 142,5 г; m(MgCl 2 ) = 142,5 г

Это означает, что из данного количества магния можно было бы получить 142,5 г хлорида магния (теоретический выход, составляющий 100%). А получено всего 128,25 г хлорида магния (практический выход).
Рассмотрим теперь, сколько процентов составляет практический выход от теоретически возможного:

х = 128,25 г * 100 % / 142,5 г = 90 %, то есть w вых. (MgCl 2 ) = 90%

Ответ: выход хлорида магния составляет 90% от теоретически возможного.

Задача 3. Металлический калий массой 3,9 г поместили в дистиллированную воду объемом 50 мл. В результате реакции получили 53,8 г раствора едкого кали с массовой долей вещества равной 10%. Вычислить выход едкого кали (в процентах) от теоретически возможного.

2K

На основе этого уравнения химической реакции сделаем расчёты.
Вначале определим массу едкого кали, которую теоретически можно было бы получить из данной по условию задачи массы калия.

Отсюда: x = 3,9 г * 112 г / 78 г = 5,6 г m(KOH) = 5,6 г

Из этой формулы выражаем m в-ва:
m в-ва = m р-ра * w в-ва / 100%

Определим массу едкого кали, находящегося в 53,8 г 10% -ного его раствора:
m(KOH) = m р-ра * w(KOH) / 100% = 53,8 г * 10% / 100% = 5,38 г
m(KOH) = 5,38 г

Наконец, рассчитываем выход едкого кали в процентах от теоретически возможного:
w вых. (КОН) = 5,38 г / 5,6 г * 100% = 96%
w вых. (КОН) = 96%

Ответ: Выход едкого кали составляет 96% от теоретически возможного.

Алгоритм VII. Определение массовой или объемной доли выхода продукта реакции (в%) от теоретически возможного

Задача VII.1.

Задача VII.2.

Задача VII.3.

Задачи для самостоятельного решения.

Задача VII.4. Какую массу пропилового спирта потребуется окислить для получения 13,92 г пропионового альдегида, если выход последнего составляет 80% от теоретически возможного?

Задача VII.5. Газ, образующийся при нагревании 29,95 мл предельного одноатомного спирта с концентрированной серной кислотой, присоединяет 8,96 л водорода в присутствии катализатора. Определите молекулярную формулу исходного спирта, если выход углерода составляет 90 % от теоретического

Задача VII.6. Один из методов получения уксусной кислоты заключается в каталитическом окислении бутана. Какую массу раствора уксусной кислоты концентрацией 90% можно получить окислением 100 л бутана, если выход целевого продукта 65%?

Задача VII.7. При гидрировании этилена объемом 20 л (н.у.) получили 18 л этана. Рассчитайте объемную долю выхода этана

Задача VII.8. При пропускании 7 л этилена с водородом над нагретым катализатором получили 6 л этана. Вычислите объемную долю (%) выхода этана от теоретического. Объемы газов измерены при н.у.

Задача VII.9. Вычислите массовую долю в % выхода бензола от теоретически возможного, если известно, что из 11,2 л ацетилена (н.у.) было получено 10 г бензола

Задача VII.10. В лаборатории из 156 г бензола при реакции нитрования было получено 220 г нитробензола. Каков выход нитробензола (%) от теоретически возможного?

Определение массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного

Количественную оценку выхода продукта реакции от теоретически возможного выражают в долях единицы или в процентах и рассчитывают по формулам:

M практ / m теорет ;

M практ / m теорет *100 %,

где (этта)- массовая доля выхода продукта реакции от теоретически возможного;

V практ / V теорет ;

V практ / V теорет * 100 %,

где (фи) - объемная доля выхода продукта реакции от теоретически возможного.

Пример 1. При восстановлении водородом оксида меди(II) массой 96 гполучена медь массой 56,4 г. Сколько это составит оттеоретически возможного выхода?

Решение:

1.Записываем уравнение химической реакции:

CuO + H 2 = Cu + Н 2 О

1 моль1 моль

2. Вычисляем химическое количество оксида меди (II ):

М(С u О) = 80г/моль,

n (CuO ) = 96/80 = 1,2 (моль).

3. Вычисляем теоретический выход меди: исходя из уравнения реакции, n (Cu ) = n (CuO ) = 1,2 моль,

m (С u ) = 1,2 · 64 = 76,8 (г),

т. к. М(С u ) = 64 г/моль

4.Вычисляем массовую долю выхода меди по сравнению с теоретически возможным: = 56.4/76.8= 0,73 или 73 %

Ответ: 73 %

Пример 2. Сколько йода может быть получено при действии хлора найодид калия массой 132,8 кг, если потеривпроизводстве составляют 4 %?

Решение:

1.Записываем уравнение реакции:

2KI + Cl 2 = 2KCl + I 2

2 кмоль 1 кмоль

2. Вычисляем химическое количество йодида калия:

М(К I ) = 166 кг/кмоль,

n (К I ) = 132.8/166= 0,8 (кмоль).

2. Определяем теоретический выход йода: исходя из уравнения реакции,

n(I 2)= 1/2n(KI) = 0,4 моль ,

М (I 2)= 254 кг / кмоль .

Откуда, m (I 2 ) = 0,4 * 254 = 101,6 (кг).

3. Определяем массовую долю практического выхода йода:

=(100 - 4) = 96 % или0,96

4. Определяем массу йода, практически полученного:

m (I 2 )= 101,6 * 0,96 = 97,54 (кг).

Ответ:97,54 кг йода

Пример 3. При сжигании 33,6 дм 3 аммиака получен азот объемом 15 дм 3 . Вычислите объемную долю выхода азота в % от теоретически возможного.

Решение:

1. Записываем уравнение реакции:

4 NH 3 + 3 O 2 = 2 N 2 + 6 H 2 O

4 моль2 моль

2. Вычисляем теоретический выход азота:согласно закону Гей –Люссака

при сжигании 4 дм 3 аммиака получается 2 дм 3 азота, а

при сжигании 33,6 дм 3 получаетсях дм 3 азота

х = 33. 6*2/4 = 16,8 (дм 3).

3. Вычисляем объемную долю выхода азота от теоретически возможного:

15/16.8 =0,89 или 89 %

Ответ:89 %

Пример 4. Какая массааммиака необходима для получения 5 т азотной кислоты с массовой долей кислоты 60 %, считая, что потери аммиака в производстве составляют 2,8 %?

Решение: 1. Записываем уравнения реакций, лежащих в основе производства азотной кислоты:

4NH 3 + 5 O 2 = 4NO + 6H 2 O

2NO + O 2 = 2NO 2

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

2. Исходя из уравнений реакций видим, что из 4 моль аммиака получается

4 моль азотной кислоты.Получаем схему:

NH 3 HNO 3

1 тмоль1тмоль

3.Вычисляем массуи химическое количество азотной кислоты, которая необходима для получения 5 траствора с массовой долей кислоты 60 %:

m (в-ва) = m (р-ра) * w (в-ва),

m (HNO 3 )= 5 * 0,6 = 3 (т),

4. Вычисляем химическое количество кислоты:

n (HNO 3 ) = 3/63 = 0,048 (тмоль),

т. к. М(HNO 3 ) = 63 г/моль.

5. Исходя из составленной схемы:

n (NH 3 ) = 0,048 тмоль,

а m (NH 3 ) = 0,048 · 17 = 0,82 (т),

т. к. М(NH 3 ) = 17 г/моль.

Но такое количество аммиака должно вступить в реакцию, если не учитывать потери аммиака в производстве.

6. Вычисляем массу аммиака с учетом потерь: примем массу аммиака, участвующего в реакции - 0,82 т- за97,2 %,