Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно
С XVII в. химия перестала быть описательной наукой. Ученые-химики стали широко использовать измерение вещества. Все более совершенствовалась конструкция весов, позволяющих определять массы образцов. Для газообразных веществ помимо массы измеряли также объем и давление. Применение количественных измерений дало возможность понять сущность химических превращений, определять состав сложных веществ.
Состав химического вещества всегда постоянный, т.е. массовое отношение элементов конкретного химического вещества всегда одно и то же. Определенное количество вещества реагирует со строго определенным количеством второго вещества. Каждая молекула состоит из определенного числа атомов. Масса атомов постоянна и химические реакции не меняются. Весовые отношения атомов в данной молекуле постоянны независимо от способа получения соединения.
IV. Обобщение и систематизация знаний учащихся
Давайте проанализируем состав молекулы воды. Весовое отношение водорода к кислороду на молекулу воды. Весовое отношение водорода к кислороду в молекуле воды равно 1. Это означает, что 1 масса водорода объединяется с 8 частями кислорода и образуется 9 частей массы.
Как вы уже знаете, в состав сложного вещества входят два или более химических элементов. Очевидно, что масса всего вещества слагается из масс составляющих его элементов. Значит, на долю каждого элемента приходится определенная часть массы вещества.
Массовой долей элемента называется отношение массы этого элемента в сложном веществе к массе всего вещества, выраженное в долях единицы (или в процентах):
Количественное соотношение элементов, содержащихся в химическом веществе, всегда является постоянным и может быть представлено как отношение массы или выражено в процентах. Процент данного элемента представляет собой процент от массы элемента в молекуле и массы элемента.
Не страдайте, не сокращая головы, революции и другие интригующие поворотные моменты в истории. Оказывается, что раньше килограмм назывался совершенно другим словом. По словам ученого, массовый стандарт весит всего один кубический дециметр воды. Избранное слово Лавуазье длилось недолго. Возникла французская революция, к власти пришли республиканцы, и глава ученого урезал голову, потому что его обвиняли в обмане клиентов, наливая воду в табак.
Массовая доля элемента в соединении обозначается латинской строчной буквой w («дубль-вэ») и показывает долю (часть массы), приходящуюся на данный элемент в общей массе вещества. Эта величина может выражаться в долях единицы или в процентах. Конечно, массовая доля элемента в сложном веществе всегда меньше единицы (или меньше 100%). Ведь часть от целого всегда меньше целого, как долька апельсина меньше всего апельсина.
Когда республиканцы пришли к власти, было решено не повторять слово «могила», потому что это звучало очень похоже на «график». Чтобы не путать и что единица измерения не была бы «благородной», республиканское правительство решило не повторять это имя и не заменять его другим. Поскольку республиканцы считали, что «могила» слишком велика, предметы, которые мы хотели бы взвесить, были грамм, грамм «могилы».
Со временем было замечено, что грамм-грамм все еще был небольшой единицей измерения, поэтому необходимо было увеличить его. Не хотелось возвращаться к прежней версии, что означало высокое положение в обществе. Поэтому был выбран еще один килограмм, что означало тысячу граммов. Вот почему килограмм, единственный из 7 единиц в международной измерительной системе, имеет префикс.
Например, в состав оксида ртути входят два элемента – ртуть и кислород. При нагревании 50 г этого вещества получается 46,3 г ртути и 3,7 г кислорода (рис. 57). Рассчитаем массовую долю ртути в сложном веществе:
Массовую долю кислорода в этом веществе можно рассчитать двумя способами. По определению массовая доля кислорода в оксиде ртути равна отношению массы кислорода к массе оксида:
Но в те дни мир науки беспокоился, поэтому вскоре был разработан новый массовый бенчмарк, чистый платиновый цилиндр. Официально он называется Международным прототипом киллограмм и теперь хранится в Международном бюро мер и весов в Севре, Париж. Можно с уверенностью сказать, что это единственный объект в мире, весом всего один килограмм.
Следует отметить, что было создано еще 40 копий одинаковых килограммов, которые были отправлены в разные страны мира. Копии стали национальными стандартами массового наблюдения. Объект весом в один килограмм составляет килограмм. Это ~ 4 см, размер спичечной коробки, платина и сплав иридия. Этот ориентир хранится в Международном бюро мер и весов в Севре, недалеко от Парижа.
Зная, что сумма массовых долей элементов в веществе равна единице (100%), массовую долю кислорода можно вычислить по разности:
w (O) = 1 – 0,926 = 0,074,
w (О) = 100% – 92,6% = 7,4%.
Для того чтобы найти массовые доли элементов предложенным способом, необходимо провести сложный и трудоемкий химический эксперимент по определению массы каждого элемента. Если же формула сложного вещества известна, та же задача решается значительно проще.
Вопросы и задания
Хотя эта единица массы существует уже более ста лет, ученые заметили эту проблему: повсеместно принятый массовый стандарт становится все хуже. Здесь возникает проблема, потому что это означает, что сплав платины и иридия не был стабильным в течение многих лет и его нельзя изменить, потому что международно признанный бенчмарк всегда должен оставаться неизменным. Конечно, говоря, что килограмм становится все хуже, мы не находим, что стандарт увеличения веса расширяется, увеличивается или изменяется каким-либо другим образом, но из-за малых частиц частиц в пространстве и стандартного поясничного до килограмма он ухудшил около 100 микрограммов.
Для расчета массовой доли элемента нужно его относительную атомную массу умножить на число атомов (n ) данного элемента в формуле и разделить на относительную молекулярную массу вещества:
Например, для воды (рис. 58):
M r (H 2 O) = 1 2 + 16 = 18,
Хотя эталонная память хранится и хранится под тремя стеклянными крышками, ее трудность позволяет предположить, что крышки не полностью защищают платиновый рулон от внешних воздействий. На первый взгляд изменения в килограммовом контроле могут оказаться не чем иным, как феноменом, но изменения в массовом блоке даже очень важны. Такие вариации, хотя и незначительные, влияют на глобальную. Например, в международной торговле один грамм или микрограмм точности взвешивает ценные материалы, загрязняющие вещества или химические, физические элементы, поэтому эталонные изменения, пусть и незначительные, могут привести к неточным расчетам.
Задача 1. Рассчитайте массовые доли элементов в аммиаке, формула которого NH 3 .
Дано:
вещество аммиак NH 3 .
Найти :
w (N), w (H).
Решение
1) Рассчитаем относительную молекулярную массу аммиака:
M r (NH 3) = A r (N) + 3A r (H) = 14 + 3 1 = 17.
2) Найдем массовую долю азота в веществе:
III. Актуализация опорных знаний учеников
И это может нанести большой ущерб исследованиям, испытаниям и т.д. Научные новости: Ученые разрабатывают новый массовый бенчмарк. Ученые считают, что эталон платины и иридия, который существует уже более 100 лет, нестабилен и увеличился на 100 микрограммов на протяжении всего существования. Поскольку эталонный показатель должен быть стабильным, это изменение даже очень важно. В противном случае могут возникнуть проблемы с расчетом химических элементов, материалов с высокой стоимостью и т.д. масса.
3) Вычислим массовую долю водорода в аммиаке:
w (H) = 1 – w (N) = 1 – 0,8235 = 0,1765, или 17,65%.
Ответ. w (N) = 82,35%, w (H) = 17,65%.
Задача 2. Рассчитайте массовые доли элементов в серной кислоте, имеющей формулу H 2 SO 4 .
Дано:
серная кислота H 2 SO 4 .
Найти :
w (H), w (S), w (O).
Решение
1) Рассчитаем относительную молекулярную массу серной кислоты:
По этой причине ученые стали искать альтернативы, которые могли бы изменить текущий массовый стандарт. Одним из предлагаемых способов улучшения системы является создание идеального кристалла, который поможет решить самую давнюю проблему в измерительных системах в мире - более точно определить вес.
Одним из вариантов решения является кремниевый шар, созданный только из изотопов кремний-28, поэтому можно с уверенностью сказать, что этот сплав настолько чист, насколько это возможно. Этот мяч мог бы служить эталоном, но совсем не так, как мы привыкли. Суть этого эталона - расчет атомов. Например, ученые пытаются определить вес с использованием ватт-шкал, которые измеряют электромагнитные и гравитационные силы, окружающие объект. К сожалению, ни одна единица измерения еще не совершенна.
M r (H 2 SO 4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.
2) Найдем массовую долю водорода в веществе:
3) Вычислим массовую долю серы в серной кислоте:
4. Рассчитаем массовую долю кислорода в веществе:
w (O) = 1 – (w (H) + w (S)) = 1 – (0,0204 + 0,3265) = 0,6531, или 65,31%.
Ответ. w (H) = 2,04%, w (S) = 32,65%, w (O) = 65,31%.
Чаще химикам приходится решать обратную задачу: по массовым долям элементов определять формулу сложного вещества. То, как решаются подобные задачи, проиллюстрируем одним историческим примером.
Анализируя взрыв Большого Взрыва, также известный как космический микроволновый фон, можно предположить, что протоны, нейтроны и другие бароны составляют всего 5 процентов. от полной плотности энергии Вселенной - предполагается, что всякая другая масса вселенной состоит из таинственной темной материи и темной энергии. Компьютерные модели прогнозируют, что недостающая часть массы бария лежит именно в этих генах плазмы низкой плотности, длина которых может быть рассчитана в миллионы световых лет. В небольших областях неба, с двумя галактическими шипами, можно видеть, что между меньшими галактическими группами существуют линии.
Из природных минералов – тенорита и куприта – были выделены два соединения меди с кислородом (оксиды). Они отличались друг от друга по цвету и массовым долям элементов. В черном оксиде массовая доля меди составляла 80%, а массовая доля кислорода – 20%. В оксиде меди красного цвета массовые доли элементов составляли соответственно 88,9% и 11,1%. Каковы же формулы этих сложных веществ? Проведем несложные математические расчеты.
По мнению ученых, это хорошая цель, поскольку ее структура предполагает, что кластер находится на пересечении нитей космической сети. Хотя газы в жабрах холоднее галактического давления - около 100 миллионов. градусов и «всего» 7 миллионов. градусов - этого достаточно для распространения рентгеновских длин волн.
Астрономы выделили три из их наиболее важных структур, каждая из которых находится в десятках миллионов световых лет от Земли, на видном телескопе. Направления структур и положения других галактических мечей позволили ученым сделать вывод, что эти структуры - это именно те линии космической сети.
Пример 1. Расчет химической формулы черного оксида меди (w (Cu) = 0,8 и w (О) = 0,2).
х, у – по числу атомов химических элементов в его составе: Сu x O y .
2) Отношение индексов равно отношению частных от деления массовой доли элемента в соединении на относительную атомную массу элемента:
3) Полученное соотношение нужно привести к соотношению целых чисел: индексы в формуле, показывающие число атомов, не могут быть дробными. Для этого полученные числа разделим на меньшее (т.е. любое) из них:
Там, где мы видим горячий газ, есть галактики. И это говорит нам о том, что галактики похожи на вешалки в этой космической сети, и то, что мы видим, это газ в этой сети гигантов, объяснил астроном. Ученые, которые использовали рентгеновский спектральный анализ и модель, изображающую излучение из очень редкой плазмы, нашли температуру и плотность плазмы в каждой из этих нитей. По их данным, в этих гихах на кубический метр не более десятка обычных частиц вещества. И хотя это может показаться очень низким, на самом деле это даже примерно в 200 раз превышает среднюю плотность баронов во Вселенной.
Получилась формула – СuO.
Пример 2. Расчет формулы красного оксида меди по известным массовым долям w (Cu) = 88,9% и w (O) = 11,1%.
Дано:
w (Cu) = 88,9%, или 0,889,
w (O) = 11,1%, или 0,111.
Найти:
Решение
1) Обозначим формулу оксида Сu x O y .
« массовая д о л я э л е м е н т а
Затем исследователи подсчитали, какая часть массы пряжи была составлена из газа. Вывод состоит в том, что каждый из них видит, что нить весит десятки триллионов Саула. Другими словами, ученые говорят, что около 10% Эти нити состоят из бариевого газа, а остальное - темное вещество.
Эккерт, данные отслеживания галактик и цифровые симуляции показывают, что большинство галактик вселенной и темная материя находятся в этих космических гигантах. Поэтому, если в газах содержится значительное количество горячего газа, то эти газы должны составлять очень значительную часть барионов вселенной, которые, по оценкам астронома, составляют примерно половину. «Наши открытия усиливают гипотезу о том, что большая часть пропавших баронов лежит в гироскопах космической сети», - писал ученый в своих исследованиях.
2) Найдем соотношение индексов x и y :
3) Приведем соотношение индексов к отношению целых чисел:
Ответ . Формула соединения – Cu 2 O.
А теперь немного усложним задачу.
Задача 3. По данным элементного анализа состав прокаленной горькой соли, использовавшейся еще алхимиками в качестве слабительного средства, следующий: массовая доля магния – 20,0%, массовая доля серы – 26,7%, массовая доля кислорода – 53,3%.
Дано:
w (Mg) = 20,0%, или 0,2,
w (S) = 26,7%, или 0,267,
w (O) = 53,3%, или 0,533.
Найти:
Решение
1) Обозначим формулу вещества с помощью индексов x, y, z : Mg x S y O z .
2) Найдем соотношение индексов:
3) Определим значение индексов x, y, z :
Ответ. Формула вещества – MgSO 4 .
1. Что называется массовой долей элемента в сложном веществе? Как рассчитывается эта величина?
2.
Рассчитайте массовые доли элементов в веществах: а) углекислом газе CO 2 ;
б) сульфиде кальция СаS; в) натриевой селитре NaNO 3 ; г) оксиде алюминия Al 2 O 3 .
3. В каком из азотных удобрений массовая доля питательного элемента азота наибольшая: а) хлориде аммония NH 4 Cl; б) сульфате аммония (NH 4) 2 SO 4 ; в) мочевине (NH 2) 2 CO?
4. В минерале пирите на 7 г железа приходится 8 г серы. Вычислите массовые доли каждого элемента в этом веществе и определите его формулу.
5. Массовая доля азота в одном из его оксидов равна 30,43%, а массовая доля кислорода – 69,57%. Определите формулу оксида.
6. В средние века из золы костра выделяли вещество, которое называли поташ и использовали для варки мыла. Массовые доли элементов в этом веществе: калий – 56,6%, углерод – 8,7%, кислород – 34,7%. Определите формулу поташа.
На данный момент известно около 120 разных химических элементов, из которых в природе можно обнаружить не более 90. Многообразие же различных химических веществ вокруг нас несоизмеримо больше этого числа.
Связано это с тем, что крайне редко химические вещества состоят из отдельных, не связанных между собой атомов химических элементов. Таким строением в обычных условиях обладает лишь небольшой ряд газов называемых благородными — гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Чаще же всего, химические вещества состоят не из разрозненных атомов, а из их объединений в различные группировки.
То есть атомы большинства химических элементов способны связываться друг с другом. Чаще всего в результате этого получаются молекулы – частицы, представляющие собой группировки из двух или более атомов. Например, химическое вещество водород состоит из молекул водорода, которые образуются из атомов следующим образом:
Рисунок 3. Образование молекулы водорода
Образовывать связи друг с другом могут и атомы разных химических элементов, так, например, при взаимодействии атома кислорода с двумя атомами водорода образуется молекула воды:
Рисунок 4. Образование молекулы воды
Поскольку каждый раз рисовать атомы химических элементов и подписывать их неудобно, для отражения состава молекул были придуманы химические формулы. Так, например, формула молекулярного водорода записывается как Н 2 , где число 2, написанное подстрочным шрифтом справа от символа атома водорода, означает количество атомов данного типа в молекуле. Таким образом, формулу воды можно записать как H 2 O. Единица, которая должна показывать количество атомов кислорода в молекуле, согласно принятым в химии правилам, не пишется. Числа, обозначающие количества атомов в составе одной молекулы называют индексами.
Рассмотрим еще несколько примеров химических формул веществ. Так, формула аммиака записывается как NH 3 , что говорит о том, что каждая молекула аммиака состоит из одного атома азота и трех атомов водорода.
Нередко встречаются молекулы, в которых можно насчитать несколько одинаковых групп атомов. Например, из формулы сульфата алюминия Al 2 (SO 4) 3 , можно сделать вывод о том, что в составе молекулы данного вещества находятся две группы атомов SO 4 .
Таким образом, химические формулы веществ однозначно характеризуют как их качественный, так и количественный состав.
Из всего вышесказанного логично вытекает закон постоянства состава вещества, установленный еще в 1808 году французским ученым Жозефом Луи Прустом, и звучит он следующим образом:
Любое чистое химическое вещество имеет постоянный качественный и количественный состав, не зависящий от способа получения этого вещества.
Поскольку любое химическое вещество является совокупностью молекул одинакового состава, это приводит к тому, что пропорции между атомами химических элементов в любой порции вещества такие же, как и в одной молекуле данного вещества. Все различия в химических свойствах веществ зависят от количественного и качественного состава молекул и кроме того, от порядка связей атомов между собой, если таковое возможно.
Таким образом, можно дать следующее определение термина молекула:
Молекула – это наименьшая частица какого-либо химического вещества обладающая его химическими свойствами.
Аналогично относительной атомной массе, существует также и такое понятие как относительная молекулярная масса M r :
Относительная молекулярная масса (M r) вещества это отношение массы одной молекулы этого вещества к одной двенадцатой массы одного атома углерода (1 атомной единице массы).
Таким образом, очевидно, что относительная молекулярная масса складывается из относительных атомных масс элементов, каждая из которых помножена на количество атомов данного конкретного типа в одной молекуле. Так, например, относительная молекулярная масса молекулы азотной кислоты HNO 3 складывается из относительной атомной массы водорода, относительной атомной массы азота и трех относительных атомных масс кислорода:
Для описания качественного и количественного состава вещества используют такое понятие как массовая доля химического элемента w(X) :
Массовая доля (ω) химического элемента в веществе — это отношение относительной атомной массы A r (X) данного элемента, помноженной на число его атомов в молекуле, к относительной молекулярной массе A r (X) данного вещества.
где ω(Х)
- массовая доля элемента X; А r (Х)
- его относительная атомная масса; n - число атомов X в одной молекуле вещества; М r
- относительная молекулярная масса химического вещества.
Чаще всего, массовую долю химического элемента выражают в процентах, в этом случае формульное выражение массовой доли в процентах ω%(Х)
будет иметь вид:
Рассчитаем в качестве примера массовые доли водорода, азота и кислорода в молекуле азотной кислоты (НNO 3):
