Страница 149 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

$m(раствора) = 500$ г

$ω(C₂H₆O) = 40\%$

$m(раствора) = 500 \text{ г} = 0.5 \text{ кг}$

$ω(C₂H₆O) = 40\% = 0.4$

Найти:

$n(C₂H₆O) - ?$

Решение:

1. Найдем массу чистого спирта (этанола $C₂H₆O$) в 500 г водки. Массовая доля вещества в растворе рассчитывается по формуле:

$ω(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}$

Отсюда масса спирта:

$m(C₂H₆O) = ω(C₂H₆O) \cdot m(\text{раствора})$

$m(C₂H₆O) = 0.4 \cdot 500 \text{ г} = 200 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярную массу этанола $C₂H₆O$, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д. И. Менделеева ($Ar(C) \approx 12 \text{ а.е.м.}$, $Ar(H) \approx 1 \text{ а.е.м.}$, $Ar(O) \approx 16 \text{ а.е.м.}$):

$M(C₂H₆O) = 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O)$

$M(C₂H₆O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 24 + 6 + 16 = 46 \text{ г/моль}$

3. Теперь найдем количество вещества (число молей) спирта, используя формулу:

$n = \frac{m}{M}$

$n(C₂H₆O) = \frac{200 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} \approx 4.35 \text{ моль}$

Ответ: количество вещества спирта $C₂H₆O$ составляет примерно $4.35$ моль.

Дано:

Масса исходного раствора хлорида калия ($m_{р-ра1}$) = 250 г

Массовая доля хлорида калия в исходном растворе ($\omega_1$) = 20%

Объем выпаренной воды ($V_{воды}$) = 100 мл

Плотность воды ($\rho_{воды}$) ≈ 1 г/мл

Перевод в систему СИ:

$m_{р-ра1} = 250 \text{ г} = 0.25 \text{ кг}$

$\omega_1 = 20\% = 0.20$

$V_{воды} = 100 \text{ мл} = 100 \text{ см}^3 = 1 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

$\rho_{воды} \approx 1 \text{ г/мл} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Новую массовую долю соли в растворе ($\omega_2$) - ?

Решение:

1. Сначала определим массу хлорида калия (соли), содержащуюся в исходном 20%-ом растворе. Масса растворенного вещества вычисляется по формуле:

$m_{вещества} = m_{раствора} \times \omega$

Подставим наши значения:

$m_{соли} = 250 \text{ г} \times 0.20 = 50 \text{ г}$

При выпаривании воды масса соли в растворе не изменяется, она так и остается равной 50 г.

2. Теперь найдем массу выпаренной воды. Так как плотность воды составляет примерно 1 г/мл, масса 100 мл воды будет равна 100 г.

$m_{воды(вып)} = V_{воды} \times \rho_{воды} = 100 \text{ мл} \times 1 \text{ г/мл} = 100 \text{ г}$

3. Вычислим массу раствора после выпаривания. Она уменьшится на массу выпаренной воды.

$m_{р-ра2} = m_{р-ра1} - m_{воды(вып)} = 250 \text{ г} - 100 \text{ г} = 150 \text{ г}$

4. Наконец, рассчитаем новую массовую долю соли в конечном растворе. Для этого разделим массу соли на новую массу раствора.

$\omega_2 = \frac{m_{соли}}{m_{р-ра2}} = \frac{50 \text{ г}}{150 \text{ г}} = \frac{1}{3} \approx 0.3333$

Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%.

$\omega_2 (\%) = 0.3333 \times 100\% \approx 33.3\%$

Ответ: массовая доля соли в растворе стала приблизительно 33,3%.

Дано:

Масса исходного раствора гидроксида натрия, $m_{р-ра1} = 180$ г

Массовая доля гидроксида натрия в исходном растворе, $w_{1} = 15\% = 0.15$

Масса добавленной щёлочи, $m_{доб. NaOH} = 20$ г

Найти:

Массовую долю щёлочи в полученном растворе, $w_{2}$

Решение:

1. Сначала найдем массу гидроксида натрия (щёлочи) в исходном растворе. Масса растворенного вещества ($m_{вещества}$) связана с массой раствора ($m_{раствора}$) и массовой долей ($w$) следующим соотношением: $m_{вещества} = w \cdot m_{раствора}$

Подставим наши значения: $m_{NaOH1} = w_{1} \cdot m_{р-ра1} = 0.15 \cdot 180 \text{ г} = 27 \text{ г}$

2. Затем в этот раствор добавили ещё 20 г щёлочи. Это увеличило как массу растворенного вещества, так и общую массу раствора.

Новая масса щёлочи в растворе: $m_{NaOH2} = m_{NaOH1} + m_{доб. NaOH} = 27 \text{ г} + 20 \text{ г} = 47 \text{ г}$

Новая масса всего раствора: $m_{р-ра2} = m_{р-ра1} + m_{доб. NaOH} = 180 \text{ г} + 20 \text{ г} = 200 \text{ г}$

3. Теперь рассчитаем массовую долю щёлочи в полученном растворе по формуле: $w_{2} = \frac{m_{NaOH2}}{m_{р-ра2}}$

$w_{2} = \frac{47 \text{ г}}{200 \text{ г}} = 0.235$

Чтобы выразить результат в процентах, умножим полученное значение на 100%: $w_{2} = 0.235 \cdot 100\% = 23.5\%$

Ответ: массовая доля щёлочи в полученном растворе составляет 23,5%.

Дано:

Масса первого раствора серной кислоты, $m_{p1} = 240$ г

Массовая доля кислоты в первом растворе, $w_1 = 30\%$

Масса второго раствора серной кислоты, $m_{p2} = 180$ г

Массовая доля кислоты во втором растворе, $w_2 = 5\%$

$m_{p1} = 240 \text{ г} = 0.24 \text{ кг}$

$w_1 = 30\% = 0.3$

$m_{p2} = 180 \text{ г} = 0.18 \text{ кг}$

$w_2 = 5\% = 0.05$

Найти:

Массовую долю кислоты в полученном растворе, $w_3$.

Решение:

1. Найдем массу чистой серной кислоты в первом растворе. Массовая доля ($w$) вычисляется по формуле $w = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$. Следовательно, масса растворенного вещества равна $m_{вещества} = w \cdot m_{раствора}$.

Масса кислоты в первом растворе ($m_{к1}$):

$m_{к1} = w_1 \cdot m_{p1} = 0.3 \cdot 240 \text{ г} = 72 \text{ г}$

2. Аналогично найдем массу серной кислоты во втором растворе ($m_{к2}$):

$m_{к2} = w_2 \cdot m_{p2} = 0.05 \cdot 180 \text{ г} = 9 \text{ г}$

3. При смешивании растворов их массы, а также массы растворенного вещества, складываются. Найдем общую массу кислоты ($m_{к.общ}$) и общую массу полученного раствора ($m_{р.общ}$).

Общая масса кислоты:

$m_{к.общ} = m_{к1} + m_{к2} = 72 \text{ г} + 9 \text{ г} = 81 \text{ г}$

Общая масса раствора:

$m_{р.общ} = m_{p1} + m_{p2} = 240 \text{ г} + 180 \text{ г} = 420 \text{ г}$

4. Рассчитаем массовую долю кислоты в итоговом растворе ($w_3$):

$w_3 = \frac{m_{к.общ}}{m_{р.общ}} = \frac{81 \text{ г}}{420 \text{ г}} \approx 0.192857$

Для выражения массовой доли в процентах, необходимо умножить полученное значение на 100%:

$w_3 (\%) = 0.192857 \cdot 100\% \approx 19.3\%$

Ответ: массовая доля кислоты в полученном растворе составляет 19.3%.

1. Традиционное деление веществ на твёрдые и жидкие основывается на их макроскопических свойствах: твёрдые тела сохраняют свою форму и объём, а жидкости сохраняют объём, но принимают форму сосуда. Это различие связано с внутренней структурой: в кристаллических твёрдых телах частицы образуют упорядоченную решётку и лишь колеблются около положения равновесия, а в жидкостях частицы расположены хаотично и могут перемещаться.

Понятие «аморфные вещества» доказывает относительность такого деления. Аморфные вещества (от греч. amorphos — «бесформенный») — это вещества, которые, подобно кристаллическим телам, при обычных условиях сохраняют форму, то есть ведут себя как твёрдые, но, подобно жидкостям, не имеют кристаллической решётки. Их частицы расположены хаотично. По своей сути, аморфные вещества являются жидкостями с чрезвычайно высокой вязкостью.

Ключевое свойство, стирающее грань между твёрдым и жидким состоянием, — это текучесть. Все аморфные вещества обладают текучестью, но из-за огромной вязкости этот процесс занимает очень много времени. Поэтому то, как мы классифицируем такое вещество, зависит от временного масштаба нашего наблюдения.

• На коротких временных интервалах аморфные вещества ведут себя как твёрдые тела. Например, кусок смолы или стекла расколется при ударе молотком, демонстрируя хрупкость.
• На длительных временных интервалах они проявляют свойства жидкостей. Знаменитый эксперимент с капающим пеком (смолой), который длится с 1927 года, показывает, что смола, кажущаяся твёрдой, на самом деле очень медленно течёт, образуя капли раз в несколько лет. Стекло также является аморфным телом и со временем может течь, хотя и несоизмеримо медленнее смолы.

Кроме того, у аморфных тел нет определённой температуры плавления. В отличие от кристаллов, которые плавятся при строго определённой температуре, аморфные вещества при нагревании постепенно размягчаются в некотором интервале температур, переходя из хрупкого, «твёрдого» состояния в вязкотекучее, «жидкое».

Таким образом, существование аморфных веществ доказывает, что разделение на твёрдые тела и жидкости условно. Аморфное тело можно считать как «нетвердым кристаллом» (из-за отсутствия решётки), так и «нежидкой жидкостью» (из-за способности сохранять форму в течение долгого времени). Классификация зависит от условий и времени наблюдения.

Ответ: Относительность деления веществ на твёрдые и жидкие доказывается существованием аморфных веществ (например, стекло, смола, пластмассы). Эти вещества сочетают в себе свойства обоих состояний: при кратковременном наблюдении они ведут себя как твёрдые тела (сохраняют форму, хрупкие), но в течение длительного времени они проявляют текучесть, характерную для жидкостей. Это связано с тем, что аморфные вещества являются переохлаждёнными жидкостями с огромной вязкостью и не имеют упорядоченной кристаллической структуры.

Решение

Химическая номенклатура — это универсальная система наименований химических соединений, своеобразный «язык» химии. Обосновать ее необходимость в любой сфере деятельности можно, рассмотрев конкретные примеры, поскольку вся наша жизнь и окружающий мир неразрывно связаны с химическими веществами и процессами.

Значение в быту и повседневной жизни

Каждый день человек сталкивается с продуктами, содержащими химические вещества, и знание их названий помогает делать осознанный выбор и соблюдать меры предосторожности. Например, в продуктах питания, читая состав на упаковке, мы видим такие названия, как аскорбиновая кислота (витамин C), глутамат натрия (усилитель вкуса) или гидрокарбонат натрия (пищевая сода). В бытовой химии на этикетках указаны активные компоненты: гипохлорит натрия в отбеливателях, гидроксид натрия в средствах для прочистки труб. Знание этих названий критически важно для безопасного использования. В косметике можно найти лаурилсульфат натрия, диоксид титана, фторид натрия, что помогает выбирать подходящие продукты.

Значение в медицине и здравоохранении

Для врачей, фармацевтов и пациентов знание химической номенклатуры является жизненно важным. У каждого лекарственного препарата есть международное непатентованное наименование (МНН), которое часто является его химическим названием (например, ацетилсалициловая кислота, ибупрофен, парацетамол). Это позволяет точно идентифицировать препарат независимо от торговой марки. В диагностике результаты анализов содержат названия химических соединений: глюкоза, холестерин, ионы калия ($K^+$) и натрия ($Na^+$), правильная интерпретация которых невозможна без химических знаний.

Значение в профессиональной деятельности

Специалисты из самых разных областей используют знания химической номенклатуры. Агрономы работают с удобрениями (нитрат аммония $NH_4NO_3$, суперфосфат $Ca(H_2PO_4)_2$). Строители имеют дело с материалами, свойства которых определяются их химическим составом: оксид кальция ($CaO$) в извести, поливинилхлорид (ПВХ) для труб. Парикмахеры работают с пероксидом водорода ($H_2O_2$) и аммиаком ($NH_3$), а автомеханики — с антифризами на основе этиленгликоля.

Значение для обеспечения безопасности

Знание химической номенклатуры необходимо для идентификации опасных веществ и правильного реагирования в чрезвычайных ситуациях. Сотрудники МЧС, пожарные, экологи должны уметь по названию вещества (например, аммиак, хлор) определить его опасность, токсичность и способы нейтрализации.

Ответ: Знание химической номенклатуры необходимо человеку в любой сфере деятельности, поскольку оно является ключом к пониманию состава веществ, с которыми мы постоянно контактируем. Это позволяет делать осознанный выбор при покупке продуктов и товаров, обеспечивать личную безопасность при использовании бытовой химии и лекарств, эффективно выполнять профессиональные обязанности в медицине, сельском хозяйстве, строительстве и многих других областях, а также адекватно реагировать на потенциальные угрозы, связанные с химическими веществами. Таким образом, химическая номенклатура — это не узкоспециализированное знание, а важный элемент общей грамотности современного человека.

3. Под термином «чистое вещество» понимают вещество, которое обладает постоянным составом и определённым, характерным только для него набором физических и химических свойств. Оно состоит из структурных единиц одного вида (атомов или молекул).

Ключевые признаки чистого вещества:

• Постоянство состава: частицы (атомы, молекулы), из которых состоит вещество, одинаковы. Например, чистая вода ($H_2O$) состоит только из молекул воды, а чистое железо (Fe) — только из атомов железа. Соотношение элементов в сложном веществе строго постоянно.
• Постоянство физических свойств: при определённых внешних условиях (например, при нормальном атмосферном давлении) чистое вещество имеет конкретные значения физических величин: температуры плавления и кипения, плотности, теплопроводности и др. Так, чистая вода кипит при 100 °C, а плавится при 0 °C. Любые примеси изменяют эти значения.

Чистые вещества принято разделять на две категории:

1. Простые вещества: состоят из атомов только одного химического элемента. Примеры: кислород ($O_2$), озон ($O_3$), железо (Fe), графит (C).
2. Сложные вещества (химические соединения): состоят из атомов разных химических элементов, которые соединены между собой химическими связями. Примеры: углекислый газ ($CO_2$), поваренная соль (NaCl), метан ($CH_4$).

Чистые вещества отличаются от смесей. Смесь (например, воздух, молоко, морская вода) состоит из нескольких чистых веществ, не связанных химически. Состав смеси может быть произвольным, а её свойства зависят от соотношения компонентов. Разделить смесь на составляющие её вещества можно физическими методами (например, фильтрованием, выпариванием, дистилляцией), тогда как для разложения сложного вещества на простые необходима химическая реакция.

Ответ: Чистое вещество — это вещество, состоящее из частиц одного вида (атомов одного элемента или молекул одного соединения) и характеризующееся постоянным составом и постоянными физическими свойствами в данных условиях.