Визначення кількісного складу хімічної сполуки та виведення її формули

Теоретичні положення

Кількісний склад хімічної сполуки – це відношення величин маси елементів, які входять у неї. Кількісний склад виражається в одиницях маси або у відсотках. Хімічний склад сполуки записують хімічною формулою, для виведення якої треба експериментально визначити молярну масу та кількісний склад першої. Хімічну формулу виводять, враховуючи кількісний склад речовини та молярну масу кожного з елементів. Така формула є найпростішою.

Мета роботи: опанувати методику визначення кількісного складу хімічної сполуки та виведення її формули.

Постановка завдання

Дано: кристалогідрати – кальцинована сода, барій хлорид, купрум (ІІ) сульфат.

Визначити кількісний склад і вивести формули кристалогідратів, використовуючи їх здатність втрачати кристалізаційну воду при нагріванні.

Приладдя та реактиви: лабораторні ваги четвертого класу точності, прожарені фарфорові тиглі, пальник, ексикатор.

Методика дослідження

Кристалогідрати при прожарюванні втрачають воду і створюють безводні солі. Температуру прожарювання обирають таку, щоб не допустити розкладу речовин.

Дослідження виконують у такій послідовності:

1. Зважують на лабораторних вагах фарфоровий тигель з точністю до 0,01 г (m₁).

2. Поміщають у тигель 1,0 – 1,5 г перекристалізованого кристалогідрату й зважують тигель із сіллю на тих самих вагах (m₂).

3. Поміщають тигель на фарфоровий трикутник і прожарюють його спочатку на малому, а потім на більш сильному полум’ї пальника протягом

15 – 20 хв.

4. Розігрітий тигель з прожареною сіллю поміщають в ексикатор для охолоджування.

5. Зважують охолоджений тигель із сіллю на тих самих вагах (m₃).

6. Повторюють прожарювання тиглю з сіллю 10 хв і після охолодження його в ексикаторі знову зважують. Якщо результати зважування відрізняються не більш ніж на 0,01 г, то прожарювання закінчують. У протилежному випадку прожарювання та зважування повторюють ще раз. Отримані дані заносять у табл. 4.

Таблиця 4

Результати дослідження

Маса, г	Числові значення
Тигля (m1)
Тигля з кристалогідратом (m2)
Тигля з прожареною сіллю (m3)
Кристалогідрату (m = m2 – m1)
Безводної солі (m0 = m3 – m1)

За отриманими даними обчислюють кількість молів води, що припадає на 1 моль безводної солі, та складають формулу кристалогідрату.

Контрольні питання й завдання для самостійної роботи

1. Що являє собою кількісний склад хімічної сполуки?

2. У яких одиницях виражається кількісний склад сполуки?

3. У якому вигляді записують хімічний склад сполуки?

4. Які характеристики сполуки необхідно знати для виведення її хімічної формули?

5. Які чинники треба взяти для отримання найпростішої формули речовини?

6. Складіть найпростіші формули поданих нижче речовин за таким кількісним складом, %:

а) Калію – 26,5; Хрому – 35,4; Оксигену – 38,1;

б) Натрію – 32,8; Алюмінію – 12,9; Флуору – 54,3.

7. Складіть формулу кристалогідрату солі Cu(NO₃)₂, коли відомо, що з 0,9664 г її кристалогідрату після прожарювання отримали 0,750 г безводної солі.

Лабораторна робота № 4

ХІМІЧНА КІНЕТИКА

Теоретичні положення

Хімічна кінетика – це вчення про швидкість хімічних реакцій. Швидкість хімічних реакцій вимірюється зміною концентрації кожної з реагуючих речовин за одиницю часу за умови незмінного об’єму реагуючої системи. При цьому здебільшого користуються молярною концентрацією. Одиницями часу обирають секунди, хвилини, години залежно від швидкості перебігу реакції. Доцільно співвідносити зміну концентрації з нескінченно малими проміжками часу та визначати істинну швидкість реакції як похідну від концентрації за часом, а саме:

= dC/dt.

Між швидкістю й часом перебігу реакції існує обернено пропорційна залежність. Швидкість хімічних реакцій як правило нерівномірна й зумовлена природою реагуючих речовин, їх концентрацією, температурою та наявністю каталізатора.

Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин виражається законом дії мас, за яким швидкість реакції прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин у степенях, котрі чисельно дорівнюють їх стехіометричним коефіцієнтам, тобто

= k ,

де – концентрації реагуючих речовин А і В; m, n – стехіометричні коефіцієнти; k – константа швидкості, що залежить від природи реагуючих речовин.

Кількісно величина k дорівнює швидкості реакції за умови, що добуток концентрацій реагуючих речовин дорівнює одиниці.

Концентрації твердих речовин у виразі для визначення швидкості реакції не враховуються.

Вплив температури на швидкість реакції визначається за правилом Вант-Гоффа: при зростанні температури на кожні 10 градусів швидкість реакції збільшується в 2 – 4 рази, а саме:

,

де ₂ – швидкість реакції при температурі Т₂; ₁ – швидкість реакції при температурі Т₁; g – температурний коефіцієнт Вант-Гоффа (змінюється від 2 до 4 , що зумовлено природою реагуючих речовин).

Тиск впливає тільки на швидкість реакцій між газоподібними речовинами. З підвищенням тиску швидкість таких реакцій зростає.

Мета роботи: опанувати метод дослідження впливу деяких факторів на швидкість хімічних реакцій.

Постановка завдання

Дослідити: вплив зміни концентрації натрій тіосульфату й температури системи на швидкість реакції.

Приладдя та реактиви: пробірки, секундомір, термометр, склянка з водою, 10%-ний розчин натрій тіосульфату та розведений розчин сульфатної кислоти.

Методика дослідження