Учебно-методические материалы
методическая разработка по химии (10 класс)

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Томский механико-технологический техникум»

О.Г. Бараксанова

Химическая посуда и оборудование

Учебно-методическое пособие

 для студентов техникума

г. Томск

2023

ББК 24.7

Б 24

Автор: Бараксанова Ольга Григорьевна, преподаватель областного государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Томский механико-технологический техникум».

Рецензенты:

- Довиденко Фатима Тимуровна, заместитель директора по учебно-методической работе областного государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Томский механико-технологический техникум».

- Шабанова Ирина Анатольевна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры химии и методики преподавания химии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Томский государственный педагогический университет».

            Учебное пособие предназначено для студентов техникума, изучающих учебную дисциплину «Химия» в рамках общеобразовательного цикла.

           Целью данного пособия является оказание помощи студентам при подготовке и проведении лабораторных работ.

           В пособии содержится информация об описании посуды и оборудования, необходимых для проведения лабораторных работ.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

Посуда общего назначения………………………………………………………5

Посуда специального назначения………………………………………………11

Фарфоровая посуда и оборудование………………………………………….15

Мерная посуда…………………………………………………………….…….18

Металлические приспособления для монтажа приборов и демонстраций…..24

Приемы обращения с лабораторным штативом (ЛШ) и нагревательными приборами………………………………………………………………………..28

Заключение……………………………………………………………………….29

Список использованных источников…………………………………………...30

ВВЕДЕНИЕ

Для осуществления различных химических опытов и исследований применяется химическая посуда, которая изготовлена из стекла или фарфора.

Стекло является основным конструкционным материалом для изготовления лабораторной посуды. По сравнению с другими конструкционными материалами оно обладает многими преимуществами. Наиболее важное из них — высокая коррозионная стойкость. Большинство химических реакций и процессов может быть осуществлено лишь в стеклянной аппаратуре. Твердость и гладкость поверхности стеклянных узлов и деталей облегчает их очистку. Прозрачность стекла позволяет непосредственно следить за ходом происходящих процессов.

Термическая устойчивость стекла зависит от его химического состава, однородности, коэффициента линейного расширения, а также от формы, размеров и состояния поверхности изделия. Стекло отличается высокой химической устойчивостью к большинству органических растворителей, растворам минеральных кислот, за исключением фтороводородной (плавиковой) и фосфорной. Концентрированные щелочи несколько разрушают поверхность стекла, особенно при повышенных температурах.

По химическим и физико-химическим свойствам стекло весьма разнообразно. В зависимости от требований к чистоте получаемого продукта подбирают соответствующее по составу стекло.

Недостатками стекла являются его хрупкость и невысокая устойчивость к резким изменениям температуры.

Ассортимент фарфоровой посуды, применяемой в обычных лабораториях, не так многочислен, как стеклянной. Фарфоровая посуда имеет ряд преимуществ перед стеклянной: она более прочная, не боится сильного нагревания, в нее можно наливать горячие жидкости, не опасаясь за целость посуды, и т. д. Недостатком изделий из фарфора является то, что они тяжелы, непрозрачны и значительно дороже стеклянных.

Посуда общего назначения используется для проведения широко распространенных операций. К ней относят:

А)Пробирки

Пробирки (рис. 1) представляют собой узкие цилиндрической формы сосуды с закругленным дном; они бывают различной величины и диаметра из термостойкого стекла и применяют в демонстрационных экспериментах.

Рис. 1

Для хранения пробирок, находящихся в работе, служат специальные деревянные, пластмассовые или металлические штативы (рис. 2).

Рис. 2

Пробирки применяют для проведения главным образом работ. При проведении реакций в пробирке реактивы не следует применять в слишком большом количестве. Совершенно недопустимо, чтобы пробирка была наполнена до краев.

Реакцию проводят с небольшими количествами веществ; достаточно бывает 1/4 или даже 1/8 емкости пробирки. Иногда в пробирку нужно ввести твердое вещество (порошки, кристаллы и т. п.), для этого полоску бумаги шириной чуть меньше диаметра пробирки складывают вдвое по длине и в полученный совочек насыпают нужное количество твердого вещества. Пробирку держат в левой руке, наклонив ее горизонтально, и вводят в нее совочек почти до дна. Затем пробирку ставят вертикально и слегка ударяют по ней. Когда все твердое вещество высыпется, бумажный совочек вынимают.

Для перемешивания налитых реактивов пробирку держат большим и указательным пальцами левой руки за верхний конец и поддерживают ее средним пальцем, а указательным пальцем правой руки ударяют косым ударом по низу пробирки. Этого достаточно, чтобы содержимое ее было хорошо перемешано. Совершенно недопустимо закрывать пробирку пальцем и встряхивать ее в таком виде (рис 3); при этом можно не только ввести что-либо постороннее в жидкость, находящуюся в пробирке, но иногда и повредить кожу пальца, получить ожог. Если пробирка наполнена жидкостью больше чем на половину, содержимое перемешивают стеклянной палочкой (4).

Рис. 3

Рис. 4

Если пробирку нужно нагреть, ее следует зажать в держателе. Нагревать пробирку следует в верхнем пламени (оно самое горячее). Сначала прогреть всю пробирку, а затем только ту часть, где находится раствор. Нагревая пробирку, держать её нужно под углом 45 º, направляя отверстием в сторону от себя и других людей, чтобы в случае выброса вещества никто не пострадал (рис. 5). Когда начнут появляться пузырьки, пробирку следует отставить и, держа ее не в пламени горелки, а около него или над ним, продолжать нагревание горячим воздухом. Прежде чем нагревать пробирку, внимательно нужно ее осмотреть ― она должна быть без трещин.

Рис.5

Б) Колбы

Колба - самая распространенная химическая посуда для химических опытов и производств. По форме колба имеет две части - емкость для химического вещества и горлышко. Горлышко обычно узкое, емкость обычно большая. Такая форма колбы не дает химическому реактиву внутри случайно расплескаться.

Колбы бывают плоскодонными (рис. 6 а), коническими (рис. 6 б), круглодонными (рис. 6 в). Вместимость колб может колебаться от 10 мл до 10 л, а термостойкость достигать 800-1000 °С.

Конические колбы предназначены для простейших химических операций: растворения веществ, фильтрования, хранения растворов, кристаллизации.

Круглодонные колбы применяются для нагревания и кипячения жидкостей и твердых порошкообразных веществ.

Рис. 6

В) Стаканы

Химические стаканы - это низкие или высокие цилиндры с носиком (рис. 7 а,б) или без него (рис. 7 в,г), плоскодонные (рис. 7 а, б, в) или круглодонные (рис. 7 г). Их изготавливают из разных сортов стекла и фарфора, а также полимерных материалов. Они бывают тонкостенными и толстостенными, мерными (рис. 7 а) и простыми.

Химические стаканы используются обычно для приготовления растворов  сложного состава, когда необходимо при перемешивании растворять несколько твердых веществ.

Рис. 7

Г) Воронки

Химические воронки применяются для переливания жидкостей и фильтрования (с помощью бумажного фильтра)

Виды воронок:

1. Конические воронки (рис. 8, а) применяют для переливания жидкостей в сосуды с горловинами малых диаметров, а также для фильтрования.
2. Капельные воронки (рис. 8, б) чаще всего имеет цилиндрическую или шарообразную форму сосудов с удлиненными трубчатыми стеблями.
3. Делительные воронки  (рис. 8, б) отличаются от капельных большим объемом цилиндрической части сосуда, коротким стеблем, наличием пришлифованной пробки.

Рис. 8

Д) Кристаллизатор

Лабораторный кристаллизатор (рис. 9) представляет собой тонкостенный плоскодонный стеклянный сосуд, различного диаметра и емкости.

Применяют кристаллизатор для демонстрации растворимости газов, собирания газов в сосуды, для выращивания кристаллов, для кристаллизации веществ.

Рис. 9

2. Посуда специального назначения.

Посуда специального назначения используется для специальных химических операций. К ней относят:

А) Колба Бунзена и воронка Бухнера

Воронка Бюхнера (рис. 10,а) изготовлена из толстостенного фарфора и имеет перфорированную плоскую внутреннюю поверхность, для размещения бумажного фильтра. Применяется в сочетании с колбой Бунзена, в химических лабораториях для фильтрования растворов при помощи фильтровальной бумаги под уменьшенным давлением (вакуумом). Для этого воронку Бюхнера вставляют в колбу Бунзена на резиновой пробке.

Колба Бунзена (рис. 10, б) – толстостенная коническая колба, в верхней части имеющая отросток для соединения с вакуум-насосом или с линией вакуума.

Рис. 10

Б) Колба Вюрца

Колба Вюрца (также колба с боковым отводом) (рис. 11) была изобретена Шарлем Адольфом Вюрцем. Колба Вюрца представляет собой круглодонную колбу с отводом для вставки прямого холодильника.

Колба Вюрца используется для перегонки при атмосферном давлении, она закрепляется через резиновое или силиконовое кольцо на лапке штатива, при перегонке колбу нагревают на открытом пламени. В резиновую пробку вставляют термометр для мерки температуры кипения перегоняемой жидкости.

                                                  Рис. 11

В) Реторта

Реторта –это разновидность круглодонной колбы (рис. 12), у которой горловина вытянута в газоотводную трубку. Данный аппарат служит в химии для перегонки или для воспроизведения реакций, требующих нагревания и сопровождающихся выделением газообразных или жидких летучих продуктов, которые тут же непосредственно и подвергаются перегонке. Главная особенность устройства реторт как перегонных аппаратов, состоит в том, что отверстие, служащее для отвода паров в охлаждаемое пространство, находится на близком расстоянии от уровня поверхности перегоняемого продукта.

                                                Рис. 12

Г) Эксикатор

Эксикатор (рис. 13) – это сосуд диаметром от 15 до 30 см (вместительностью от 100 до 300 мл), в котором поддерживается определенный уровень влажности воздуха – около 0 %. Он состоит из емкости, изготовленной из толстого высококачественного стекла, реже из полимерных материалов с крышкой, внутри которого находится осушитель.

Эксикатор имеет особую форму для размещения решётчатого фарфорового поддона на который устанавливаются бюксы. На дно эксикатора помещается гигроскопичное вещество для осушения или раствор, поддерживающий определённое парциальное давление водяных паров.

                                                 Рис. 13

Д) Холодильники

Холодильник- это стеклянный, лабораторный прибор для конденсации пара при помощи охлаждающей среды, чаще всего воды. Холодильники устанавливают либо наклонно, когда нужно собрать конденсат в приемнике, либо вертикально для возврата конденсата в колбу с кипящей жидкостью. В этом случае холодильник называют обратным. Если температура затвердевания конденсата выше температуры охлаждающей воды, то в холодильник подают нагретую в термостате воду, предотвращающую намерзание конденсата во внутренней трубке холодильника. На рис. 14 представлены наиболее часто используемые холодильники.

Рис. 14

Е) Аллонж

Аллонж- это конструктивный элемент химических приборов. Применяется в основном при перегонке, для соединения холодильника с приёмником и при других работах.

Рис. 15

3.Фарфоровая посуда и принадлежности.

Ассортимент фарфоровой посуды, применяемой в обычных лабораториях, не так многочислен, как стеклянной. Фарфоровая посуда имеет ряд преимуществ перед стеклянной: она более прочная, не боится сильного нагревания, в нее можно наливать горячие жидкости, не опасаясь за целость посуды, и т. д. Недостатком изделий из фарфора является то, что они тяжелы, непрозрачны и значительно дороже стеклянных. К ней относят:

А) Выпарительные чашки

Выпарительные чашки (рис. 16) широко применяются в лабораториях. Они бывают самых разнообразных емкостей, с диаметром от 3—4 до 50 см и больше.

Внутри они обязательно покрыты глазурью. Чашки служат для выпаривания разного рода растворов.

Рис. 16

Б) Стаканы фарфоровые

Фарфоровые стаканы (рис. 17) бывают разных размеров, так же как и стеклянные (см. посуда общего назначения).

Применяют для растворения веществ, выделяющих большое количество тепла.

Рис. 17

В) Ступка с пестиком

Обычно ступки и пестики выпускаются комплектом. Ступка - это небольшая чаша, а пестик - это широкая палочка, подходящая по форме к углублению чаши, чтобы измельчать и растирать все, что оказывается между пестиком и чашей (рис. 18).

Фарфоровые ступки наиболее распространены в лабораториях. Для истирания вещества его насыпают в ступку на 1/3 ее объема. Сначала осторожными ударами пестика разбивают крупные куски, доводя их до размеров пшеничного зерна, а затем медленно растирают круговыми движениями пестика, не прижимая его сильно к стенкам ступки. Во время измельчения вещество периодически счищают со стенок пестика фарфоровым шпателем, собирая вещество к центру ступки. Гигроскопичные и токсичные вещества измельчают, поместив ступку с пестиком в полиэтиленовый пакет, открытый верх которого завязывают у конца пестика. При измельчении завязанное место стараются удерживать рукой.

После удаления из ступки измельченного вещества ее вместе с пестиком тщательно промывают, не откладывая эту операцию на последующие дни.

Рис. 18

Г) Шпатель и ложки

Ложки и шпатели (рис. 19) применяют в химических лабораториях для отбора сыпучих вещества, для снятия осадков с фильтров.

Рис. 19

Д) Фарфоровый тигель

Тигель- фарфоровый сосуд, с фарфоровой крышкой (рис. 20). Тигель имеет обычно коническую (усечённый конус) или цилиндрическую форму.  Тигли бывают различной емкости, отличаются формой и размерами. В них прокаливают разного рода вещества, сжигают органические соединения. Фарфоровые тигли можно нагревать до температуры не выше 1200оС. Подогрев тигля ведут постепенно увеличивая температуру. В фарфоровом тигле нельзя проводить сплавление с солями щелочных металлов, а также работать с плавиковой кислотой, так как фарфор при этом разрушается.

Рис. 20

4. Мерная посуда

Мерной называют посуду, применяемую для измерения объема жидкостей. К ней относят:

А) Мерные цилиндры

Мерные цилиндры (рис.21,а) — стеклянные толстостенные сосуды с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими объем в миллилитрах. Они бывают самой разнообразной емкости: от 5—10 мл до 1 л и больше. Чтобы отмерить нужный объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск (рис. 21,б) не достигнет уровня нужного деления.

                                             а                 б

Рис. 21

Б) Мензурки

Мензурки (рис. 22)- вид лабораторной посуды, стеклянный конический или цилиндрический лабораторный стакан с делениями (шкалой) и носиком, применяемый в лабораториях для измерения объёмов жидкостей.

Мензурки могут также применяться для отстаивания мутных жидкостей, при этом осадок собирается в нижней суженной части.

                                              Рис. 22

В) Мерные Колбы

Мерные колбы используют для приготовления растворов определенной концентрации (рис. 23). Они имеют узкое горло с одной или несколькими метками, означающими границу отмеряемого объема. Вместимость мерных колб колеблется от 5 мл до 2 л. На каждой колбе указана вместимость (в мл) и температура, при которой проводилась ее калибровка, обычно это 20 °С.

Мерные колбы являются измерительными сосудами, рассчитанными на вливание, т.е. объем жидкости до метки соответствует вместимости колбы. Смачивание стенок и растекание жидкости по внутренней поверхности колбы не играют никакой роли.

Мерные колбы могут иметь пришлифованные стеклянные пробки, а также резиновые, фторопластовые или полиэтиленовые пробки.

Для приготовления раствора нужной концентрации в мерную колбу сначала насыпают или наливают через воронку растворяемое вещество, а затем наполняют колбу до половины растворителем и осторожно встряхивают круговыми движениями, придерживая рукой колбу за дно. Перемешивание продолжают до полного растворения вещества. После этого колбу оставляют на 5-10 мин для выравнивания ее температуры с окружающей средой, затем приливают растворитель, не доводя до метки на 5~10 мм, и высушивают горло над меткой свернутым в трубочку куском фильтровальной бумаги. Наконец доливают растворитель по каплям до метки, стараясь не замочить внутреннюю часть горла. Наполненную колбу закрывают пробкой и осторожно перемешивают содержимое, переворачивая колбу; держать ее следует при этом двумя руками: левой за основание, а правой - за горло с пробкой.

                                       Рис. 23

Г) Бюретки

Бюретка (рис. 24)— тонкая градуированная стеклянная трубка ёмкостью обычно 50 мл, открытая на одном конце и снабжённая стеклянным или тефлоновым запорным краном на другом. Предназначена для измерения определённого количества жидкости. Крупные деления нанесены через каждый миллилитр, а мелкие — через 0,1 мл. Бюретками измеряют объёмы жидкостей при титровании. Обычно используют бюретки вместимостью 25 и 50 мл.

Рис. 24

Д) Пипетки

Пипетка (рис. 25) — мерный или дозирующий сосуд, представляющий собой трубку, либо ёмкость с трубкой, имеющую конец (наконечник, носик) с небольшим отверстием, для ограничения скорости вытекания жидкости.

• Перед применением необходимо: промыть пипетку дистиллированной водой, дать ей стечь, обсушить фильтровальной бумагой.
• Ополоснуть пипетку измеряемым раствором, для чего:
  Набрать в пипетку немного раствора, держа пипетку горизонтально и осторожно вращая, ополоснуть им внутренние стенки пипетки, вылить раствор в слив.
• Жидкость в пипетку засасывать при помощи груши! 
• Отбор пробы: 
• В пипетку набирают столько жидкости, чтобы она поднялась на 2-3 см выше отметки, затем быстро снимают грушу и закрывают верхнее отверстие пипетки указательным пальцем правой руки, придерживая пипетку большим и средним пальцами (рис. 26,б). Избыток жидкости выпускают, слегка ослабляя нажим пальца и наблюдая за перемещением мениска жидкости до отметки, которая должна быть на уровне глаза наблюдателя (рис. 26,а) так, чтобы ее кольцо сливалось в одну черту. Пипетки всегда откалиброваны на вытекание, т.е. указанный на пипетке объем соответствует объему вытекающей жидкости, когда пипетку наполняют до отметки на верхней трубке, а затем дают жидкости самостоятельно вытечь. В объем вытекающей жидкости не входит остающаяся в носике нижней трубки жидкость и жидкость, смачивающая стенки пипетки. Нижнее отверстие пипетки не должно быть широким, чтобы скорость вытекания жидкости не была большой, но и не слишком узким - чтобы в конце истечения жидкости в месте соединения нижней трубки с баллоном пипетки не образовалась капля.

Рис. 25

                                            Рис. 26

5. Металлические приспособления для монтажа приборов и демонстраций.

А) Пробирочный зажим (пробиркодержатель)

Зажим (рис. 27) представляет собой две пружинящие металлические пластины, закрепленные в пластиковой ручке. Является удобным приспособлением для держания пробирок диаметром от 10 до 20мм. Использование зажима позволяет защититься от возможных ожогов, полученных как от раскаленного стекла, так и от жидкости, выбрасывающейся из пробирки в результате вскипания.

Зажим используется для удержания пробирок при нагревании в ходе демонстрационных или лабораторных опытов, а также при проведении исследований в различных промышленных и медицинских лабораториях.

Рис. 27

Б) Железная ложечка

Ложечка (рис. 28) предназначена для прокаливания и сжигания веществ, а также для насыпания сыпучих веществ.

Рис. 28

В) Тигельные щипцы

Щипцы представляют собой металлические ножницы с длинными ручками и изогнутыми концами.

Щипцы тигельные предназначены для захватывания нагретых тел и тиглей, с прокаленными в них веществами.

Рис. 29

Г) Пинцет

Пинцет (рис. 30) выполнен из нержавеющей стали, он долговечен, хорошо моется и стерилизуется, не боится агрессивных химикатов и высоких температур. Его можно вносить в пламя спиртовки, он достаточно удобен, чтобы удержать на весу предметное стекло, фильтровальную бумагу, опытный образец или мелкую гирю. Внешние поверхности посередине снабжены бороздками для того, чтобы инструмент не скользил в руках.

Рис. 30

Д) Зажим

Зажим (рис. 31) предназначен для регулирования потоков газов в эластичных трубках.

Рис. 31

Е) Асбестовая сетка

Сетка (рис. 32) представляет собой проволочную железную сетку с асбестовой набивкой в виде круга посередине. Сетка применяется для подкладывания под нагреваемую тонкостенную посуду. Этим достигается равномерное нагревание дна сосуда. Сетка кладется на кольцо штатива, а на нее уже ставиться нагреваемый сосуд. Нагревательный прибор ставиться под сетку.

Рис. 32

6. Приемы обращения с лабораторным штативом (ЛШ) и нагревательными приборами.

Штатив (рис. 33) служит для установки и закрепления пробирок, колб, химических стаканов, тиглей, чашек, холодильников и т. д. при выполнении опытов.

Он состоит из массивной чугунной подставки (1), в которую ввинчен стержень (2). Чугунная подставка придаёт штативу устойчивость. На стержне при помощи муфт (3) укрепляют лапку (4) и кольцо (5).

Рис. 33

Сборка штатива:

1. Ввернуть стержень в подставку.
2. Надеть на стержень муфты и закрепить их на необходимой высоте.
3. Вставить лапки и кольцо в отверстия муфт и закрепить их.

Спиртовка.

Спиртовка — горелка для жидкого топлива, содержащая резервуар для спирта, снабженный крышкой, через которую пропущен фитиль, нижний конец которого размещен в резервуаре, а верхний конец вне его (рис. 34).

Спиртовка лабораторная может иметь как металлический. так и стеклянный резервуар для спирта с фитилем. Фитиль изготавливается из хлопчатобумажной ткани, состоящий из некрученых хлопчатобумажных нитей. На резервуаре имеется металлическая головка, в трубку которой помещается верхний конец фитиля.

Данная посуда состоит из емкости для спирта и фитильной вставки, через которую пропущен фитиль. Фитильная вставка нужна, чтоб разделить зону горения спирта от  внутреннего объема резервуара, где находится жидкое топливо. Спирт заливается через верхнее отверстие резервуара после снятия крышки, но иногда для более удобной заправки имеется боковое отверстие со стеклянной пришлифованной пробкой. Спиртовка предназначена для подогрева открытым пламенем жидкостей и плавления твердых веществ в небольших лабораторных сосудах (например, пробирках), стерилизации в открытом пламени медицинских инструментов. 

Рис. 34

                                         Заключение 
        Основным достоинством стеклянных ёмкостей является их устойчивость к агрессивной среде. Это означает, что с помощью такой посуды можно работать с различными веществами без угрозы здоровью. Кроме того, использование в лабораториях емкостей из стекла позволяет полностью исключить возможность влияния основы на характеристики исследуемых материалов.
          Преимуществом различных  видов лабораторной посуды является и их относительно низкая стоимость. При производстве стеклянных колб, пробирок и других емкостей применяются  современные технологии, которые  позволяют выпускать продукцию  с минимальными затратами.
На сегодняшний день принято  множество стандартов и правил по изготовлению лабораторной посуды из стекла. Соответствие ГОСТ – основной принцип работы всех производителей. Соблюдение требований призвано обеспечить высокое качество изделий, безопасность и надежность при их использовании.

Список использованных источников

1.  Назарова Т. С., Грабецкий А.А.. Химический эксперимент в школе.

2. Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика, Госхимиздат, 1967 г.

3.  Журнал «Химия в школе» № 5, 2007. С.70

4.  http://www.xumuk.ru/bse/2205.html- сайт о химии «Посуда химическая лабораторная».

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Томский механико-технологический техникум»

О.Г. Бараксанова

Номенклатура предельных углеводородов

Учебно-методическое пособие

 для студентов техникума

г. Томск

2022

Автор: Бараксанова Ольга Григорьевна, преподаватель областного государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения «Томский механико-технологический техникум».

        Методическое пособие  «Номенклатура предельных углеводородов»

предназначено  для использования обучающимися  с целью самостоятельного изучения данной темы в случае болезни или пропусков занятий, коррекции  и систематизации полученных знаний по предмету.

Номенклатура предельных углеводородов

    В основу научной классификации и номенклатуры органических соединений положены принципы теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова.

Все органические соединения подразделяют на следующие основные ряды:

Ациклические — их называют также алифатическими, или соединениями жирного ряда. Эти соединения имеют открытую цепь углеродных атомов.

К ним относятся:

Предельные (насыщенные)

Непредельные (ненасыщенные)

Циклические — соединения с замкнутой в кольцо цепью атомов. К ним относятся:

Карбоциклические (изоциклические) – соединения, в кольцевую систему которых входят только углеродные атомы это:
а)алициклические (предельные и непредельные);
б) ароматические.

Гетероциклические — соединения, в кольцевую систему которых, кроме атома углерода, входят атомы других элементов — гетероатомы (кислород, азот, сера и др.)

Схема 1

    В настоящее время для наименования органических соединений применяются три типа номенклатуры: тривиальная, рациональная и систематическая номенклатура — номенклатура IUPAC (ИЮПАК) — International Union of Pure and Applied Chemistry (Международного союза теоретической и прикладной химии).

    Тривиальная (историческая) номенклатура — первая номенклатура, возникшая в начале развития органической химии, когда не существовало классификации и теории строения органических соединений. Органическим соединениям давали случайные названия по источнику получения (щавелевая кислота, яблочная кислота, ванилин), цвету или запаху (ароматические соединения), реже — по химическим свойствам (парафины). Многие такие названия часто применяются до сих пор. Например: мочевина, толуол, ксилол, индиго, уксусная кислота, масляная кислота, валериановая кислота, гликоль, аланин и многие другие.

   Рациональная номенклатура — по этой номенклатуре за основу наименования органического соединения обычно принимают название наиболее простого (чаще всего первого) члена данного гомологического ряда. Все остальные соединения рассматриваются как производные этого соединения, образованные замещением в нем атомов водорода углеводородными или иными радикалами (например: триметилуксусный альдегид, метиламин, хлоруксусная кислота, метиловый спирт). В настоящее время такая номенклатура применяется только в тех случаях, когда она дает особенно наглядное представление о соединении.

   Систематическая номенклатура — номенклатура IUPAC — международная единая химическая номенклатура. Систематическая номенклатура основывается на современной теории строения и классификации органических соединений и пытается решить главную проблему номенклатуры: название каждого органического соединения должно содержать правильные названия функций (заместителей) и основного скелета углеводорода и должно быть таким, чтобы по названию можно было написать единственно правильную структурную формулу.

     Процесс создания международной номенклатуры был начат в 1892 г. (Женевская номенклатура), продолжен в 1930 г. (Льежская номенклатура), с 1947 г. дальнейшее развитие связано с деятельностью комиссии ИЮПАК по номенклатуре органических соединений. Публиковавшиеся в разные годы правила ИЮПАК собраны в 1979 г. в “голубой книге” [Nomenclature of Organic Chemistry, Section A, B, C, D, E, F and H, Oxford Pergamon Press, 1979]. Своей задачей комиссия ИЮПАК считает не создание новой, единой системы номенклатуры, а упорядочение, “кодификацию”, имеющейся практики. Результатом этого является сосуществование в правилах ИЮПАК нескольких номенклатурных систем, а, следовательно, и нескольких допустимых названий для одного и того же вещества. Правила ИЮПАК опираются на следующие системы: заместительную, радикало-функциональную, аддитивную (соединительную), заменительную номенклатуру и т.д.

     В заместительной номенклатуре основой названия служит один углеводородный фрагмент, а другие рассматриваются как заместители водорода (например, (C6H5)3CH – трифенилметан).

    В радикало-функциональной номенклатуре в основе названия лежит название характеристической функциональной группы, определяющей химический класс соединения, к которому присоединяют наименование органического радикала, например:

C2H5OH — этиловый спирт;

C2H5Cl — этилхлорид;

CH3–O–C2H5 — метилэтиловый эфир;

CH3–CO–CH = CH2 — метилвинилкетон.

      В соединительной номенклатуре название составляют из нескольких равноправных частей (например, C6H5–C6H5 бифенил) или добавляя обозначения присоединенных атомов к названию основной структуры (например, 1,2,3,4-тетрагидронафталин, гидрокоричная кислота, этиленоксид, стиролдихлорид).

      Заменительную номенклатуру применяют при наличии неуглеродных атомов (гетероатомов) в молекулярной цепи: корни латинских названий этих атомов с окончанием “а” (а-номенклатура) присоединяют к названиям всей структуры, которая получилась бы, если бы вместо гетероатомов был углерод (например, CH3–O–CH2–CH2–NH–CH2–CH2–S–CH3 2-окса-8-тиа-5-азанонан).

      Система ИЮПАК является общепризнанной в мире, и лишь адаптируется соответственно грамматике языка страны. Полный набор правил применения системы ИЮПАК ко многим менее обычным типам молекул длинен и сложен. Здесь представлено лишь основное содержание системы, но это позволяет осуществлять наименование соединений, для которых применяется система.

1. Насыщенные неразветвленные соединения

Названия первых четырех предельных углеводородов тривиальные (исторические названия) — метан, этан, пропан, бутан. Начиная с пятого, названия образованы греческими числительными, соответствующими количеству атомов углерода в молекуле, с добавлением суффикса "–АН", за исключением числа "девять", когда корнем служит латинское числительное "нона".

Таблица 1. Названия предельных углеводородов

 Одновалентные радикалы

    Одновалентные радикалы, образованные из насыщенных неразветвленных предельных углеводородов отнятием водорода от конечного углеродного атома, называют заменяя суффикс"–АН" в названии углеводорода суффиксом "–ИЛ".

Эти радикалы называют нормальными или неразветвленными алкилами:

СН3– — метил;

СН3–СН2–СН2–СН2– — бутил;

СН3–СН2–СН2–СН2–СН2–СН2– — гексил.

Таблица 2. Названия углеводородных радикалов

2. Насыщенные разветвленные соединения с одним заместителем

   Номенклатура ИЮПАК для алканов в индивидуальных названиях сохраняет принцип Женевской номенклатуры. Называя алкан, исходят из названия углеводорода, отвечающего самой длиной углеродной цепи в данном соединении (главная цепь), а затем указывают радикалы, примыкающие к этой основной цепи.

Главная углеродная цепь, во-первых, должна быть самой длинной, во-вторых, если имеются две или более одинаковые по длине цепи, то из них выбирается наиболее разветвленная.

*Для названия насыщенных разветвленных соединений выбирают самую длинную цепочку из атомов углерода:

*Нумеруют выбранную цепь от одного конца до другого арабскими цифрами, причем, нумерацию начинают с того конца, к которому ближе находится заместитель:

*Указывают положение заместителя (номер атома углерода, у которого находиться алкильный радикал):

*Называют алкильный радикал в соответствии с его положением в цепи:

*Называют основную (самую длинную углеродную цепь):

Если заместителем будет являться галоген (фтор, хлор, бром, йод), то все номенклатурные правила сохраняются:

Тривиальные названия сохраняются только для следующих углеводородов:

Если в углеводородной цепи находятся, несколько одинаковых заместителей, то перед их названием ставится приставка “ди”, “три”, “тетра”, “пента”, “гекса” и т.д., обозначающая число присутствующих групп:

3. Насыщенные разветвленные соединения с несколькими заместителями

    При наличии двух и более разных боковых цепей, их можно перечислять:

а) в алфавитном порядке        или         б) в порядке возрастания сложности.

а) При перечислении разных боковых цепей в алфавитном порядке умножающие префиксы не учитываются. Сначала названия атомов и групп располагают в алфавитном порядке, а затем вставляют умножающие префиксы и цифры местоположения (локанты):

2-метил-5-пропил-3,4-диэтилоктан

б) При перечислении боковых цепей в порядке возрастания сложности исходят из следующих принципов:

Менее сложной является цепь, у которой общее число углеродных атомов меньше, например:

менее сложна, чем

Если общее число атомов углерода в разветвленном радикале одинаково, то менее сложной будет боковая цепь с наиболее длинной основной цепочкой радикала, например:

менее сложна, чем

Если две или более боковые цепи находятся в равнозначном положении, то более низкий номер получает та цепь, которая в названии перечисляется первой, независимо от того, соблюдается ли порядок возрастающей сложности или алфавитный:

а) алфавитный порядок:

б) порядок расположения по сложности:

    Если в углеводородной цепи находятся несколько углеводородных радикалов и они различны по сложности, а при нумерации получаются различающиеся ряды нескольких цифр, их сравнивают, расположив цифры в рядах в порядке возрастания. “Наименьшими” считают цифры того ряда, в котором первая отличающаяся цифра меньше (например: 2, 3, 5 меньше, чем 2, 4, 5 или 2, 7, 8 меньше, чем 3, 4, 9). Этот принцип соблюдается независимо от природы заместителей.

  В некоторых справочниках для определения выбора нумерации используют сумму цифр, нумерацию начинают с той стороны, где сумма цифр, обозначающих положение заместителей, наименьшая:

2, 3, 5, 6, 7, 9  — ряд цифр наименьший

2, 4, 5, 6, 8, 9

или

2+3+5+6+7+9 = 32 — сумма номеров заместителей наименьшая

2+4+5+6+8+9 = 34

следовательно, углеводородную цепь нумеруют слева направо, тогда название углеводорода будет:

(2, 6, 9–триметил–5,7–дипропил–3,6–диэтилдекан)

(2,2,4–триметилпентан, но не 2,4,4–триметилпентан)

    Если в углеводородной цепи находится, несколько различных заместителей (например, углеводородные радикалы и галогены), то перечисление заместителей производится либо в алфавитном порядке, либо в порядке возрастания сложности (фтор, хлор, бром, йод):

а) алфавитный порядок 3–бром–1–иод –2–метил –5–хлорпентан;

б) порядок возрастания сложности: 5–хлор–3–бром–1–иод–2–метилпентан.

Литература:

1.О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова Химия, 10 класс, учебник. – М., Дрофа, 2012 г.

2.Л.С.Гузей, «Химия» 10-11 класс, учебник, М., Дрофа, 2012 г.

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Томский механико-технологический техникум»

О.Г. Бараксанова

Решение задач по разделу «Общая и неорганическая химия»

Методическое пособие

 для студентов техникума

г. Томск

2021

Автор: Бараксанова Ольга Григорьевна, преподаватель областного государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения «Томский механико-технологический техникум».

В методической разработке представлены рекомендации, адресованные  студентам профессиональной образовательной организации, осваивающим учебную дисциплину «Химия» в рамках получения среднего общего образования.

Методические рекомендации по решению задач могут быть использованы преподавателем как  при организации самостоятельной работы учащихся на уроке, так и при организации внеаудиторной самостоятельной работы студентов. Методические рекомендации включают в себя алгоритмы решения расчетных задач различного типа, а также задания для самостоятельной работы

Введение

Решение задач и выполнение различных упражнений – эффективная и увлекательная форма учебной работы, которая помогает лучше освоить теоретический курс химии. Умение решать задачи необходимо не только в учебной деятельности, но и в производственной. Химические процессы являются основой многих производств, где требуются детальные расчеты материального баланса: расход сырья, выход продукции, производственные потери и т.п. Бывает, с подобными расчетами мы сталкиваемся и в повседневной жизни. Поэтому при изучении химии уделяется большое внимание решению задач, способствующих систематизации полученных знаний и развитию логического мышления.

Для решения расчетных задач необходимо знание основных физических характеристик вещества (напр. масса, объем, плотность), параметров состояния реагирующей системы (напр. температура, концентрация), а также единицы измерения этих величин (таблица 1).

Выполнение расчетов основано на понимании и умении использовать взаимосвязи между физическими характеристиками и параметрами состояния, которые отражены в основных законах химии: закон сохранения массы вещества и энергии, закон постоянства состава вещества, закон Авогадро  и др.

Для успешного решения задач необходимо также владение навыками выполнения математических операций: умение составлять и решать уравнения и  пропорции, производить действия с числами и т.п.

Чтобы решить химическую задачу, рекомендуется следующий порядок действий:

1. Изучите внимательно условие задачи: определите с какими величинами необходимо проводить вычисления, обозначьте их буквами, установите единицы измерения, числовые значения, определите какая величина искомая и запишите все это в кратком условии (Дано/Найти).
2. Составьте уравнение реакции, расставьте в нем коэффициенты.
3. Выясните количественные соотношения между данными задачи и искомыми величинами. Если в исходных данных не хватает каких либо величин, подумайте, как их можно вычислить, т.е. определите предварительные этапы расчета.
4. Определите последовательность всех этапов расчета, запишите необходимые расчетные формулы.
5. Подставьте соответствующие числовые значения, проверьте размерность величин, произведите вычисления.

Таблица 1

Физические величины, используемые при решении задач

Тип задачи: Вычисление по химическим уравнениям объёма газообразного вещества по известной массе одного из вступающих или образующихся в реакции веществ.

Условие:

Определить объём водорода, необходимый для восстановления меди из 16г её оксида.

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие. Составить уравнение реакции и определить по нему количества интересующих веществ.

2.        По известной массе найти количество вещества:
 ν = m / М   М(СuО)= 64 +16 = 80г/моль

 ν (СuО) = 16г / 80г/моль = 0,2моль

3.        По соотношению в уравнении реакции определить количество
газообразного вещества:

СuО        Н2

1 моль-        1 моль

0,2моль        0,2моль

4.        Найти объём газообразного вещества:

V = ν • Vm ;       Vm= 22.4 л/моль

V(Н2) = 0,2моль • 22,4л/моль = 4,48л

Ответ: V(Н2)= 4,48л

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. Определить объем  углекислого газа, образовавшегося при действии азотной кислоты на 20 г мела.
2. Определить объем водорода, образовавшегося при травлении соляной кислоты цинком массой 26 г.
3. Какой газ, и в каком объеме образуется при взаимодействии концентрированной азотной кислоты и магния массой 4,8 г?
4. Какой объем газа выделяется на аноде при электролизе водного раствора, содержащего 6,8 г хлорида цинка?
5. Какой объем водорода потребуется для получения 340 кг аммиака?
6. Какой объем кислорода потребуется для обжига руды, содержащей 194 кг сульфида цинка.
7. Для сварочных работ было израсходовано 480 г ацетилена (С2Н2). Какой объем кислорода был потрачен при этом?
8. Какие объемы оксида серы (IV) и кислорода потребуются для получения 400кг оксида серы (VI) при производстве серной кислоты?

Тип задачи: Вычисление по химическим уравнениям массы вещества по известной массе одного из вступающих или образующихся в реакции веществ.

Условие:

Определить массу карбоната натрия, полученного при пропускании  углекислого газа через раствор, содержащий 3,2 г гидроксида натрия.

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие. Составить уравнение реакции и определить по нему количества интересующих веществ.

2.        По известной массе найти количество вещества;
ν = m / М        M(NаОН)= 23+16+1 = 40г/моль

ν (NаОН) = 3,2г / 40г/моль = 0,8моль

3.        По соотношению в уравнении реакции определить количество второго вещества:
    2NaОН- - - - - - - - - -   Nа2СО3

2моль        1моль

0,8моль        0,4моль

4.        Найти массу нужного вещества:

m = v • М       М (Nа2СО3) = 23 ∙ 2 +12 +16 ∙ 3 = 106  г/моль

m (Nа2СО3) = 0,4моль • 106г/моль = 42,4г

Ответ: m (Nа2СО3) = 42,4г

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. При гашении негашеной извести было получено 3700г гидроксида кальция. Определить массу израсходованного оксида кальция.
2. Сколько граммов гидроксида натрия необходимо взять для нейтрализации 49 г серной кислоты?
3. Какая масса алюминия потребуется для восстановления железа из 6,4г оксида железа (III)?
4. Определите массу осадка , образовавшегося при взаимодействии раствора, содержащего 8 г гидроксида натрия, с раствором сульфата меди.
5. При взаимодействии меди с концентрированной серной кислотой выделился газ массой 3,2 г. Определить массу меди.
6. Какая масса марганца выделится на катоде при электролизе раствора, содержащего 25,6 г хлорида марганца?
7. Хватит ли 50 г водорода для получения 340г аммиака?
8. Какая масса серной кислоты потребуется для растворения 10,2г оксида алюминия?

Тип задачи: Вычисление по химическим уравнениям массы вещества по известному объёму одного из вступающих или образующихся в реакции газообразных веществ.

Условие:

Определить массу карбоната натрия, полученного при пропускании 1,12л углекислого газа через раствор гидроксида натрия.

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие. Составить уравнение реакции и определить по нему количества интересующих веществ.

2. По известному объёму найти количество вещества:

V = V/Vm      Vm= 22.4 л/моль

ν (СО2) = 1,12г  /  22.4л/моль = 0,05моль

3. По соотношению в уравнении реакции определить количество второго
вещества:

СО2 ---------- -Nа2СО3

1 моль --------- 1 моль

0,05моль ------ 0,05моль

4. Найти массу нужного вещества:

m = ν • М      М(Nа2СО3) = 23∙2 + 12 + 1,6 ∙ 3 = 106г/моль

m (Nа2СО3) = 0,05моль • 106г/моль=5,3г

Ответ: m (Nа2СО3) = 5,3 г

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. При взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой выделился газ объемом 0,224л. Определите массу меди.
2. При электролизе раствора поваренной соли  выделился газ объемом 1,12л. Определите массу соли в растворе.
3. Какая масса железа подверглась коррозии в нейтральной среде, если объем израсходованного кислорода составил 0,56л?
4. Какую массу оксида серы (IV) можно получить при обжиге пирита 448л кислорода?
5. Какая масса азота потребуется для получения 89,6 л аммиака?

Тип задачи: Расчеты по химическим уравнениям, если одно из реагирующих веществ дано в избытке.

Условие задачи:

Вычислите массу сульфата бария, выпавшего в осадок при сливании растворов, один из которых содержит 522г нитрата бария, а второй - 500г сульфата натрия.

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие. Составить уравнение реакции и определить по нему количества интересующих веществ.

2.        По известной массе найти количество вещества:

ν  = m/М       М (Nа2SО4) = 23∙2 + 32+16∙4 = 142г/моль

                      М (Ва(NОз)2) = 137 + 14 • 2 + 16 • 6 = 261г/моль

ν (Nа2SО4) = 500г / 142г/моль = 3,5моль

ν (Ва(NОз)2) = 522г / 261 г/моль = 2моль

3.        По соотношению в уравнении реакции определить, какое вещество дано в
избытке и количество продукта реакции:

Na2S04 -------Ва(NO3)2 --------ВаSО4

1моль--------1моль-------------1моль

3,5моль -----2моль------------2моль

(избыток)

4. Найти массу нужного вещества:

m = ν  • М    М(ВаSО4) = 137 + 32 + 16 • 4 = 233г/моль

m (ВаSО4) = 2моль • 233г/моль = 466г

Ответ: m (ВаSО4) = 466г

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. Определить массу осадка полученного при сливании двух растворов содержащих 14,2г сульфата натрия и 13,05г нитрата бария.
2. Определить массу гашеной извести, полученной при взаимодействии 560г оксида кальция и 540г воды.
3. В 90 г воды растворили 20г оксида серы (VI). Определить массу полученной серной кислоты.
4. Соединили раствор, содержащий 8г гидроксида натрия и 6,3г азотной кислоты. Определить массу образовавшейся соли и характер среды полученного раствора.
5. Какая масса осадка образуется при пропускании 0,112л углекислого газа через известковую воду, содержащую 0,3г гидроксида кальция?

 Тип задачи: Вычисление массы или объёма продукта, по известной массе исходного вещества, содержащего примеси.

Условие:

Какой объём оксида серы (IV) образуется при обжиге пирита массой 30г, который кроме сульфида железа FеS2 содержит 20% (по массе) примесей?

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие. Составить уравнение реакции и определить по нему  количества интересующих веществ.

2. Определить массу чистого вещества:

m (FеS2) = m(пирита) - m (примесей)

m (примесей) = m(пирита) • ω(примес) / 100%

m (примесей) = (30г • 20%) / 100% = 6г

3. По известной массе найти количество вещества:

ν  = m / М       М(FеS2) = 56 + 32∙2 = 120г/моль

ν(FеS2)  = 24г / 120г/моль = 0,2моль

3.        По соотношению в уравнении реакции определить количество второго
вещества:

4 FеS2 ----------- 8 SO2

4моль ------------ 8моль

0,2моль ---------- 0,4молъ

4.        Найти объём газообразного вещества:

V = ν • Vm ;       Vm = 22.4 л/моль

V(SО2) = 0,4моль • 22.4 л/моль = 8,96л

Ответ: V(SО2) = 8,96л

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. Определить объем водорода, выделившегося при действии соляной кислоты на 40г технического алюминия, содержащего 5% примесей.
2. Определить массу оксида кальция, полученного при разложении 300г известняка, содержащего 15% примесей.
3. Какой объем газа выделится при действии концентрированной серной кислоты на образец технического свинца массой 60г, содержащий 7% примесей?
4. Какую массу хлора можно получить при электролизе расплава 500г поваренной соли, содержащей 10% примесей?
5. Определите массу оксида фосфора (V), полученного при сжигании 16 г фосфора, содержащего 14% примесей.

Тип задачи: Определение массовой (или объёмной) доли выхода продукта от теоретически возможного выхода.

Условие:

При действии раствора, содержащего в избытке азотную кислоту, на 100г медных стружек получили после выпаривания 250г безводной соли. Рассчитайте практический выход соли в процентах от теоретически возможного,

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие. Составить уравнение реакции и определить по нему количества интересующих веществ.

2.По известной массе найти количество исходного вещества:

ν= m / М       М(Сu) = 64г/моль

ν (Сu) = 100г / 64г/моль = 1,56моль

3.        По соотношению в уравнении реакции определить, какое вещество дано в
избытке и количество продукта реакции:

ЗСu--------- ЗСu(NO3)2 

Змоль------        Змоль

1,56моль---        1,56моль

4. Найти теоретическую массу нужного вещества:

m = ν • М    М(Сu(NO3)2) = 64 + 14 • 2 + 16 • 6 = 188г/моль

m (Сu(NO3)2)теорет = 1,56моль • 188г/моль = 293,3г

5. Найти практический выход продукта:

η = (mпракт / mтеорет) ∙100%

η  (Сu(NO3)2) = (250г / 293,3г) • 100%  = 85,2%

Ответ: η  (Сu(NO3)2) = 85,2%

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. При восстановлении 304г оксида хрома (III) алюминием был получен хром массой 96г. Определите практический выход продукта реакции.
2. При электролизе расплава 745г хлорида калия был получен металл массой 300г. Определите практический выход продукта реакции.
3. Определите практический выход продукта реакции, если из 44,8л азота был получен аммиак массой 60г.
4. Определите практический выход продукта реакции, если при разложении 400г известняка был получен оксид кальция  массой 180г.
5. Для получения 20г меди путем электролиза раствора соли израсходовали 64г сульфата меди. Определите практический выход продукта реакции.

Тип задачи: Определение массы продукта по известному практическому выходу реакции.

Условие:

Определить массу аммиака, полученного из 5,6 кг азота, если практический выход реакции составил 65% от теоретически возможного.

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие. Составить уравнение реакции и определить по нему количества интересующих веществ.

2. По известной массе найти количество исходного вещества:

ν= m / М       М(N2) = 14∙2 =  28г/моль

ν (N2)= 5600г / 28г/моль = 200моль

3.        По соотношению в уравнении реакции определить количество продукта реакции:

    N2 --------- 2NН3

1 моль---------2моль

200моль------400моль

4. Найти теоретическую массу нужного вещества:

m = ν ∙ М    М(NН3) = 14 + 1 • 3 = 17г/моль

m (NНз)теорт = 400моль • 17г/моль = 6800г = 6,8кг

5. Найти практическую массу продукта:

mпракт = (mтеорт • η) / 100%

m (NН3)практ = (6,8кг • 65%) / 100% = 4,42кг

Ответ: m (NН3)практ = 4,42кг

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. Какую массу гидроксида калия можно получить при электролизе раствора, содержащего 22г сульфида калия, если практический выход реакции составляет 90%?
2. Определите массу железа, полученного при восстановлении 360г оксида железа (II) коксом, если практический выход продукта реакции составляет 85%.
3. Определите массу оксида серы (IV), полученного при обжиге 1т пирита, содержащего 5% примесей, если практический выход продукта реакции составил 70%
4. Определите массу аммиака полученного при взаимодействии 280г азота и 80 г водорода, если практический выход реакции составил 60%.

 Тип задачи: Вычисление по химическим уравнениям массы вещества, если известна массовая доля в растворе одного из вступающих в реакцию веществ.

Условие:

К 40г раствора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 15% прилили достаточное количество раствора сульфата меди. Определите массу выпавшего осадка.

Алгоритм решения:

1. Записать краткое условие, Составить уравнение реакции и определить по нему количества интересующих веществ.

2. Определить массу растворенного вещества:

m (в-ва) = (m(р-ра) • ω) / 100%

m(NаОН) = (40г • 15%) / 100% = 6г

3.  По известной массе найти количество вещества:

ν = m / М   М (NаОН) = 23 + 16 + 1= 40г/моль

ν (NаОН) = 6г / 40г/моль = 0,15моль

3. По соотношению в уравнении реакции определить количество второго
вещества:

2NаОН --------Сu(ОН)2

2моль ----------1 моль

0,15моль-------0,075моль

4. Найти массу нужного вещества:

m = ν ∙ М    М (Сu(ОН)2) = 64 +16∙2+1∙2= 98г/моль

m (Си(ОН)2) = 0,075моль • 98г/моль = 7,35г

Ответ: m (Сu(ОН)2) = 7,35г

Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы

1. Через 200г 5%-го раствора гидроксида натрия пропустили оксид серы (VI). Определить массу образовавшегося сульфата натрия.
2. Как изменится масса цинковой пластинки, помещенной в 160г раствора, содержащего 5% сульфата меди?
3. Определить массу и объем газа выделившегося на аноде при электролизе 300г  20%-го раствора нитрата серебра.
4. Какая масса гидроксида бария потребуется для нейтрализации 315 г раствора, содержащего 10% азотной кислоты.
5. Соединили 270г 7%-го раствора нитрата цинка и 60г 15%-го раствора сульфида натрия. Определите массу образовавшегося осадка.

Список литературы:

1. Журнал «Химия в школе» № 5, 2009. С.70
2. https://www.kristallikov.net/page34.html