Растворы и расчеты
Расчетная химия держится на одном понятии — количество вещества, моль. Любая задача сводится к переводу граммов и литров в моли, счету по коэффициентам уравнения и обратному переводу.
Моль и переходы
- n = m/M, где M — молярная масса (сумма атомных масс по формуле).
- Для газа при нормальных условиях: n = V/22,4.
- Через число частиц: n = N/Nₐ, где Nₐ = 6,02·10²³.
- Схема любой задачи: дано → моли → по коэффициентам уравнения → моли искомого → ответ.
Концентрации
- Массовая доля: w = m вещества / m раствора · 100 %.
- Масса раствора = масса вещества + масса растворителя.
- Молярная концентрация: C = n/V, где V — объем раствора в литрах.
- При разбавлении масса растворенного вещества не меняется — на этом строят задачи на смешивание.
Избыток и недостаток
Если в условии даны количества обоих реагентов, один из них обычно в избытке. Расчет ведут по тому, которого не хватает: делят количество каждого на его коэффициент и берут меньшее.
Разобранный пример
Какая масса соли получится при взаимодействии 40 г гидроксида натрия с избытком соляной кислоты?
- Уравнение: NaOH + HCl = NaCl + H₂O.
- Молярная масса NaOH: 23 + 16 + 1 = 40 г/моль, значит n = 40/40 = 1 моль.
- По уравнению из 1 моль NaOH получается 1 моль NaCl.
- Молярная масса NaCl: 23 + 35,5 = 58,5 г/моль.
- Масса соли: 1 · 58,5 = 58,5 г.
58,5 грамма. Кислота в избытке, поэтому считать по ней нельзя — расчет всегда по недостатку.
Что помнить
- Моль — единственный мост между массой, объемом и числом частиц.
- 22,4 л/моль работает только для газов при нормальных условиях.
- Масса раствора включает и растворенное вещество.
- При двух данных реагентах считают по недостатку.