Если мы знаем химическую формулу вещества, то достаточно рассчитать относительные массы каждого элемента в нем.
По-видимому, можно выделить два основных типа расчетных задач на основе формул химических веществ. Во-первых, зная атомные массы каждого элемента, можно вычислить их суммарную массу, приходящуюся на моль вещества, и определить процентное содержание каждого элемента. Во-вторых, можно решить обратную задачу: найти химическую формулу по заданному процентному содержанию элементов в веществе (на основании данных химического анализа)
Рассмотрим несколько примеров.
Пример 1. Рассчитайте массовые доли в процентах каждого элемента в фосфорной кислоте.
Решение. Зная относительные атомные массы каждого элемента, вычислим их сумму для Н3РО4:
Мr(Н3Р04) = 3Ar(Н) + Ar(Р) + 4Ar(0) = 3.1 + 31 + 16.4 = 98. Тогда, например, содержание водорода равно
На нейтрализацию 0,944 г фосфористой кислоты H3PO3 израсходовано 1, 298 г гидроксида калия. Вычислите молярную массу эквивалента, фактор эквивалентности и основность кислоты. На основании проделанных вычислений составьте уравнение реакции.
n(H3PO3) = m/M =0,944 / 82 = 0,0115 моль
n(KOH) = m/M =1, 298 / 56 = 0,0232 моль
n(H3PO3) : n(KOH) = 0,0115 : 0,0232 = 1:2
Отсюда:
Фактор эквивалентности ƒэ (H3PO3) = ½, , так как одна формульная единица фосфористой кислоты обменивает с КОН два иона Н+.
Молярная масса эквивалента Мэ = М ∙ ƒэ = 82 / 2 = 41 г/моль
Основность = 2, т.к. только 2 ат. Н диссоциируют с образованием 2Н+, участв. в реакции нейтрализации.
Уравнение реакции: H3PO3 + 2КОН → К2HPO3 + 2Н2О
2Сa3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 = 6CaSiO3 + P4 + 10CO
По реакции видно, что фосфора получается в два раза меньше, чем реагирует фосфата кальция. n(Сa3(PO4)2) = 2*n(P) = 2*5 = 10 моль
m(Сa3(PO4)2) = n(Сa3(PO4)2)*M(Сa3(PO4)2) = 10*310 = 3100 г = 3,1 кг
С учетом выхода m(Сa3(PO4)2) = 3,1/0,9 = 3,44 кг.