Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

20
Вода – 11.12 мас.% водорода и 88,88 мас.% кислорода
Углекислый газ – 27,27 мас.% углерода и 72,73 мас.% кислорода
Болотный газ – 25.00 мас.% водорода и 75.00 мас.% углерода (метан )
Эти цифры отвечают закону постоянства состава. Однако, пользуясь
массовыми долями в процентах , трудно сделать какие- либо общие выводы,
так как процентный состав различных соединений , естественно, индиви-
дуален и различен . Но давайте «приведем отношения к единице» , т.е. рас-
считаем , сколько массовых частей кислорода и углерода приходится на одну
массовую часть водорода (1 г, 1 кг и т.п.). Массу водорода как самого лег -
кого элемента (это в то время знали, хотя и понятия не имели о величине
атомной массы ) естественно принять за единицу.
Рассуждения при расчете элементарны. По данным анализа, в воде на
11,12 массовых частей (мас. ч.) водорода приходится 88,88 мас. ч. кислорода.
Тогда масса кислорода, приходящаяся на 1 мас. ч. водорода, находится из
пропорции:
на 11,12 мас. ч. водорода --------------- 88,88 мас. ч. кислорода
на 1 мас. ч. водорода ----------------------- Х
=
⋅
=
1211
88881
,
,
X 8 мас. ч. кислорода
Аналогичным образом , для метана:
на 25 мас. ч. водорода ---------------------- 75 мас . ч. углерода
на 1 мас. ч. водорода ------------------------ Х
=
⋅
=
25
751
X
3 мас. ч. углерода
Итак , при образовании воды и метана с каждой 1 массовой частью во-
дорода (1 мг, 1 г, 1 кг и т.д.) реагируют, соответственно, 8 мас . ч. кислорода
или 3 мас ч . углерода. Подобное же сопоставление и расчет для других со-
единений с известным составом показывают, что эти количества являются
специфическими и характерными для кислорода и углерода. В самом деле,
рассчитаем , например , соотношение элементов в «углекислом газе» . При
этом пересчет содержания углерода надо производить на 8 мас ч . кислорода
(а не на 1 мас. ч.) – ведь именно это значение получено выше для кислорода.
на 72,73 мас. ч. кислорода ----------------------27,27 мас. ч. углерода
на 8 мас. ч. кислорода ---------------------------Х
=
⋅
=
7372
27278
,
,
X
3 мас. ч. углерода,
т.е. то же самое число, которое ранее получено для углерода, исходя из со-
става метана. Таким образом , водород и кислород реагируют в массовом от-
ношении 1:8, водород и углерод – в отношении 1:3, а углерод и кислород – в
соотношении 3:8 . Если взять, например , 1 г водорода и 9 г кислорода, то 8 г
его прореагируют со взятым количеством водорода, а 1 г останется в избыт-
ке и не вступит в реакцию . Точно также, 3 г углерода могут полностью про-
реагировать с 1 г водорода, или 8 г кислорода. Следовательно, можно утвер -
ждать, что по химическому действию 3г углерода, 8 г кислорода и 1 г водо-
                                         20

                В ода–11.12 м ас.% водор одаи88,88 м ас.% к ислор ода
         У глек ислый газ –27,27 м ас.% углер одаи72,73 м ас.% к ислор ода
      Болотный газ – 25.00 м ас.% водор одаи75.00 м ас.% углер ода(м етан)
       Э ти циф р ы отвечаю т зак ону п остоянства состава. О днак о, п ольз уясь
м ассовым и долям и в п р оцентах, тр удно сделать к ак ие-либо общ ие выводы,
так к ак п р оцентный состав р азличных соединений, естественно, индиви-
дуален и р азличен. Н о давайте «п р иведем отнош ения к единице» , т.е. р ас-
считаем , ск ольк ом ассовых частей к ислор одаиуглер одап р иходится нао д ну
м ас с о вую ч ас т ь водор ода (1 г, 1 к г ит.п .). М ассу водор одак ак сам ого лег-
к ого элем ента (это в то вр ем я знали, хотя ип онятия не им елио величине
атом ной м ассы) естественноп р инятьзаединицу.
       Рассуж дения п р и р асчете элем ентар ны. П о данным анализ а, в воде на
11,12 м ассовых частей (м ас. ч.) водор одап р иходится 88,88 м ас. ч. к ислор ода.
Т огда м асса к ислор ода, п р иходящ аяся на 1 м ас. ч. водор ода, находится из
п р оп ор ции:
                 на11,12 м ас. ч. водор ода--------------- 88,88 м ас. ч. к ислор ода
                 на1 м ас. ч. водор ода----------------------- Х
                                  1 ⋅ 88,88
                             X=             = 8 м ас. ч. к ислор ода
                                    11,12
       А налогичным обр азом , для м етана:
                 на25 м ас. ч. водор ода---------------------- 75 м ас. ч. углер ода
                 на1 м ас. ч. водор ода------------------------ Х
                                    1 ⋅ 75
                               X =         = 3 м ас. ч. углер ода
                                      25
       И так , п р иобр азованииводы им етана ск аж дой 1 м ассовой частью во-
дор ода(1 м г, 1 г, 1 к г ит.д.) р еагир ую т, соответственно, 8 м ас. ч. к ислор ода
или3 м асч. углер ода. П одобное ж е соп оставление и р асчет для др угих со-
единений с известным составом п ок азываю т, что этик оличества являю тся
сп ециф ическ им ии хар ак тер ным идля к ислор одаи углер ода. В сам ом деле,
р ассчитаем , нап р им ер , соотнош ение элем ентов в «углек ислом газ е» . П р и
этом п ер есчетсодер ж ания углер оданадоп р оизводитьна 8 м ас ч . кис ло ро д а
(анена1 м ас. ч.) – ведьим енноэтозначениеп олученовыш едля к ислор ода.
          на72,73 м ас. ч. к ислор ода----------------------27,27 м ас. ч. углер ода
          на8 м ас. ч. к ислор ода---------------------------Х
                                 8 ⋅ 27,27
                            X=              = 3 м ас. ч. углер ода,
                                   72 ,73
т.е. то ж е сам ое число, к отор ое р анее п олучено для углер ода, исходя из со-
ставам етана. Т ак им обр азом , водор од ик ислор од р еагир ую тв м ассовом от-
нош ении1:8, водор од иуглер од – в отнош ении1:3, ауглер одик ислор од – в
соотнош ении3:8 . Е сливзять, нап р им ер , 1 г водор одаи9 г к ислор ода, то8 г
его п р ор еагир ую т со взятым к оличеством водор ода, а1 г останется в избыт-
к еиневступ итв р еак цию . Т очно так ж е, 3 г углер одам огутп олностью п р о-
р еагир оватьс1 г водор ода, или8 г к ислор ода. Следовательно, м ож ноутвер -
ж дать, что п о хим ическ ом у действию 3г углер ода, 8 г к ислор одаи1 г водо-

Страницы