sostavlenie-formul564008e843134

Составление формул,
расчёт количества соединения
( материалы вебинара )
•
Составление формул соединений из
заданного
набора элементов
•
• Упражнение 10. Представьте в общепринятом
виде и назовите соединения.Определите к
какому классу они принадлежат.
•
•
•
•
•
•
•
•
Вариант 1.H20B4O17Na2 ;
Вариант 3. H6C4ZnO4;
Вариант 5. H8ClO6Ca;
Вариант 7. H28N1S2O20Fe1;
Вариант 9. C4N4KAu;
Вариант 11. H8N2F6Si;
Вариант 13. H8O6Sn;
Вариант 15. H18N3O18Al;
Вариант 2. H14O2N4Cu;
Вариант 4. S4N2H56O40Al2;
Вариант 6. H6P1N1O5Cd;
Вариант 8. H20N2S2O14S1;
Вариант 10. H39C18O30U3Zn1Li;
Вариант 12. N6O12CuPbNa2
Вариант 14. C6Ag3N6Fe;
Вариант 16. P2O13U3.
• ПРИМЕР 1. H20B4O17Na2 - выявляем гидратную воду
Н20О10; остаётся B4O7Na2. Расставляем элементы в
порядке возрастания электроотрицательностей и
получаем Na2B4O7 * 10H2O – декагидрат
тетрабората натрия, средняя соль,
кристаллогидрат.
• ПРИМЕР 2. H6C4ZnO4 –содержит большие
количества атомов Н, С и О,что может говорить о
наличии кислотного остатка органической кислоты
у катиона цинка. Рассматриваем вариант
одноосновной кислоты, аниона которой у цинка
должно стоять 2, то есть 4 углерода приходятся на
два аниона, следовательно один анион кислоты
содержит 2 атома углерода – проверяем версию
уксусной кислоты 2CH3COO- - как раз эти 2 остатка
содержат 4С,6Н и 4О. Итак, формула соединения
Zn(CH3COO)2- ацетат цинка, средняя соль.
• ПРИМЕР 3. S4N2H56O40Al2 – присутствие значительных
количеств Н и О свидетельствует о наличии
кристаллогидратной воды – выявляем гидратную воду.
Кроме того, присутствие N и Н может свидетельствовать
о наличии аммиачной группы – либо 2NH3, либо 2 NH4+.
Два электроотрицательных элемента S и О вероятно
образуют анион кислородсодержащей кислоты: SO32илиSO42- и др.
• Степени окисления Н+, О2- и Al3+ известны, нужно
определить степени окисления азота и серы.
Подсчитываем число положительных (+62) и
отрицательных (-80) степеней окисления. Разницу 80 –
62 = 18 минусов компенсируют S и N ,следовательно на
долю серы может приходиться либо 4*4=16+, тогда на
долю азота остаются 2+, т.е. азот должен иметь степень
окисления +1,что вряд ли вероятно.
• Если же присвоить сере степень окисления +6, мы
получим 4S+6 – 24 плюса и тогда на долю 2N
будет приходиться 24 – 18 = 6 минусов, т.е. азот
будет со степенью окисления -3.
• Наличие катионов и аниона S+6 указывает на
соль. Проставляем катионы и анионы.
• Al2(NH4)2(SO4)4 * n Н2О.
• Количество молекул воды определяем по
кислороду:
• ∑атомов О ( в формуле) - ∑атомов О(в соли) =
∑атомов О ( в молекулах воды) = 40 – 16 = 24 H2O.
• Ответ: (NH4)2Al2(SO4)3 * 24 H2O или
(NH4)2SO4*Al2(SO4)3*24H2O – алюмоаммонийные
квасцы или кристаллогидрат двойной соли
сульфатов алюминия и аммония.
•
Ответы на задания упражнения 10.
• 1. Na2B4O7 * 10H2O – декагидрат тетрабората натрия,
соль, кристаллогидрат;
• 2. [Cu(NH3)4](OH)2 – гидроксид тетрааммин- меди (II),
комплексное основание;
• 3. Zn(CH3COO)2 – ацетат цинка, средняя соль;
4. (NH4)2SO4*Al2(SO4)3*24H2O – алюмоаммонийные
квасцы или кристаллогидрат двойной соли сульфатов
алюминия и аммония.
5. Ca(ClO)2 * 4H2O – тетрагидрат гипохлорита кальция,
соль, кристаллогидрат;
6. CdNH4PO4 * H2O – моногидрат фосфата кадмия и
аммония , двойная соль, гидрат магнийаммоний
фосфата;
• 7. FeNH4(SO4)2 * 12H2O – додекагидрат сульфатов
железа (III) и аммония или железоаммонийные
квасцы, двойная соль;
• 8. Fe(NH4)2(SO4)2 * 6H2O – гексагидрат сульфатов
железа (II) и аммония или
железистоаммонийные квасцы или соль Мора,
кристаллогидрат двойной соли;
• 9. K[Au(CN)4 – тетрацианаурат (III) калия,
комплексная соль;
• 10. LiZn(UO2)3(CH3COO)9 * 6H2O – гексагидрат
ацетата лития,цинка и уранила или гидрат литийцинк-уранил ацетата, тройная соль;
• 11. (NH4)2SiF6 – гексафторсиликат аммония,
комплексная соль;
• 12. Na2Pb[Cu(NO2)6] – гексанитрокупрат (II) натрия
и свинца, комплексная соль;
• 13. H2[Sn(OH)6] – гексагидроксостаннат
диводорода или гексагидроксооловянная
кислота, комплексная кислота;
• 14. Ag3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III)
серебра, комплексная соль;
• 15. Al(NO3)3 * 9H2O – нонагидрат нитрата
алюминия, кристаллогидрат средней соли;
• 16. (UO2)3P2O7 – пирофосфат диоксоурана (V)
или пирофосфат уранила (V), оксосоль.
•
При составлении названий соединений
основным критерием правильности является
возможность написания адекватной формулы
по этому названию.
• Упражнение 11.
Из указанных элементов
составьте формулы возможных молекул кислот,
оснований и солей, приведите их графические
формулы и дайте названия этих соединений по
систематической и тривиальной номенклатурам.
Учитывая заданные количества элементов
определите, сколько моль каждого из веществ
можно получить.
Запишите уравнения реакций получения солей из
образованных Вами кислот и оснований.
• ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ: 1. Ca -8г,H-1,2*1023 атомов,
Cl- 0,125дм3, O-0,5 моль ; 2. Cr-2,4*1023ат.,H-0,1
моль, O-3,36дм3, K-9,75г; 3. Bi-0,1 моль,H6,72дм3,O-1023ат, Na-4,6г.; 4.V-12,7г.,H-2,24дм3,O0,3моль,K-6,02*1022ат.; 5.Cd-11,24г.,C-2*1023ат.,O4,4дм3,H-0,5моль;
6. Pb-20,72г.,S2,4*1023ат.,O-16,8дм3,H-0,1моль.
ПРИМЕР РЕШЕНИЯ
Дано: алюминия -5,4г., кислорода – 3,01 * 1023
атомов,
Водорода – 5,6 дм3(н.у.), хлора – 0,25 моль газа.
Решение. Составляем формулу кислоты – HCl,
графическая формула H—Cl, хлороводородная или
соляная кислота. Рассчитываем количества моль
атомов заданных элементов, необходимые для
образования HCl.
n(H) = объём (Н2) / 22,4 = 5,6 / 22,4 = 0,25 * 2 = 0,5
моль атомов;
n(Cl) = n(Cl2) * 2 = 0,25 * 2 = 0,5 моль атомов.
Соотношение атомов элементов в формуле 1Н : 1Cl.
В нашем случае это соотношение составляет
0,5 Н : 0,5 Cl, следовательно, количество моль HCl
будет равно 0,5. Ответ: 0,5 моль молекул HCl.
•
•
•
•
Составляем формулу основания – Al(OH)3, - гидроксид алюминия (III), графическая
формула
HO—Al—OH Рассчитываем количества моль атомов
│
заданных элементов, необходимые
OH
для образования молекулы Al(OH)3.
•
•
•
n(Al) = масса (Al) / М (Al) = 5,4 / 27 = 0,2 моль атомов;
n(О) = число атомов (О) / NA = 3,01*1023 / 6,02*1023 =
= 0,5 моль атомов; n(Н) = 0,5 моль атомов.
•
•
Соотношение атомов элементов в формуле
Al(OH)3 = 1Al : 3O : 3H. В нашем случае это соотношение составляет 0,2 Al : 0,5 O : 0,5
H.
•
•
Делим наше соотношение на 0,2, чтобы получить 1Al
И получаем 1 Al : 2,5 O : 2,5 H, то есть водород и кислород находятся в наименьшем
количестве и будут определять количество гидроксида алюминия ,т.е. 2,5/3 = 0,83
моль
•
Ответ: Количество Al(OH)3 - 0,83 моль молекул.
•
• Составляем формулу частично дегидратированного
гидроксида алюминия.
• Al(OH)3 = AlO(OH) + H2O, графическая формула
O=Al—OH , гидроксид оксоалюминия.
Определяем соотношение атомов элементов в формуле
AlO(OH) = 1 Al : 2 O : 1 H.
В нашем случае это соотношение составляет
0,2 Al : 0,5 O : 0,5 H.
Делим наше соотношения на 0,2, чтобы получить 1
алюминий, и находим элемент, находящийся в
недостатке 1 Al : 2,5 O : 2,5 H.
В недостатке находится алюминий и его количество
будет определять количество получаемого AlOOH.
Ответ: Количество AlOOH - 0,2 моль молекул.
• Кроме соляной кислоты возможно образование кислот:
HClO, HClO2, HClO3, HCl.O4
• В результате реакций кислот и оснований могут
образоваться соли: AlCl3, AlOHCl2, Al(OH)2Cl, AlOCl,
• Образование солей кислородсодержащих хлорных
кислот достаточно проблематично. Соли Al(ClO)3 и
Al(ClO2)3, во-первых, вследствие большого объёма
анионов, которые просто не разместятся около
достаточно малого атома алюминия; во-вторых, соль,
образованная слабой кислотой и слабым основанием
будет полностью гидролизоваться в водных растворах.
Соли Al(ClO3)3 и Al(ClO4)3 не смогут образоваться
вследствие пространственных затруднений.
• Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H2O;
• Al(OH)3 +2 HCl = Al(OH) Cl2 +2 H2O и так далее….
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Несмотря на достаточную простоту этих заданий, они
требуют знания ряда разделов, таких как:
1) Закон Авогадро и следствия из него;
2) Правила составления формул согласно
электроотрицательностям атомов и степеням
окисления элементов в молекулах и ионах;
3) Основные классы нерганических соединений;
4.) Номенклатура неорганических соединений;
5) Правила построения графических формул веществ;
6) Принципы расчёта выхода продуктов реакции при
нестехиометрических соотношениях реагирующих
веществ (расчёты по избытку и недостатку);
7) Классификация солей и способы их получения.
Задание развивает навыки комбинаторики на
примерах составления формул.