Страница 21 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

МОИ ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Определите качественный и количественный состав веществ.

«ПОМОЩНИК»

Рассмотрите выданные вам вещества.

С помощью этикеток на склянках с веществами опишите качественный и количественный состав этих веществ.

Какими физическими свойствами обладают эти вещества?

Для выполнения этого исследования предположим, что нам выданы три склянки с веществами, на этикетках которых указаны их химические формулы.

Рассмотрите выданные вам вещества.

Проведем визуальный осмотр предоставленных образцов.

• Вещество 1 (формула $H_2O$): Прозрачная, текучая жидкость, не имеющая цвета.
• Вещество 2 (формула $NaCl$): Твердое сыпучее вещество, состоящее из мелких кристаллов белого цвета.
• Вещество 3 (формула $H_2SO_4$): Прозрачная, бесцветная жидкость, заметно более вязкая и "маслянистая" на вид по сравнению с веществом 1.

Ответ: В ходе первичного осмотра определено, что вещество 1 и 3 являются жидкостями, а вещество 2 - твердым кристаллическим веществом. Все образцы бесцветны.

С помощью этикеток на склянках с веществами опишите качественный и количественный состав этих веществ.

Анализ химических формул с этикеток позволяет определить состав каждого вещества.

1. Вода ($H_2O$)

• Качественный состав: Вещество является сложным, так как состоит из атомов разных химических элементов — водорода (H) и кислорода (O).
• Количественный состав: Индексы в химической формуле показывают, что одна молекула воды содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода.

2. Поваренная соль, хлорид натрия ($NaCl$)

• Качественный состав: Сложное вещество, состоящее из химических элементов натрия (Na) и хлора (Cl).
• Количественный состав: Отсутствие индексов в формуле означает, что они равны единице. Одна формульная единица хлорида натрия содержит 1 атом (ион) натрия и 1 атом (ион) хлора.

3. Серная кислота ($H_2SO_4$)

• Качественный состав: Сложное вещество, в состав которого входят три химических элемента: водород (H), сера (S) и кислород (O).
• Количественный состав: Одна молекула серной кислоты содержит 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода.

Ответ:

• Вода ($H_2O$) состоит из водорода и кислорода в атомарном соотношении 2:1.
• Хлорид натрия ($NaCl$) состоит из натрия и хлора в атомарном соотношении 1:1.
• Серная кислота ($H_2SO_4$) состоит из водорода, серы и кислорода в атомарном соотношении 2:1:4.

Какими физическими свойствами обладают эти вещества?

На основе наблюдений и общих знаний (справочных данных) опишем физические свойства веществ. Важное замечание: пробовать незнакомые вещества на вкус в химической лаборатории категорически запрещено!

1. Вода ($H_2O$)

• Агрегатное состояние при нормальных условиях: жидкость.
• Цвет: бесцветная.
• Запах: отсутствует.
• Вкус: безвкусная.
• Температура кипения: $100\ \text{°C}$.
• Температура плавления: $0\ \text{°C}$.
• Плотность (при $4\ \text{°C}$): $1\ \text{г/см}^3$.

2. Поваренная соль ($NaCl$)

• Агрегатное состояние при нормальных условиях: твердое.
• Цвет: белый.
• Запах: отсутствует.
• Вкус: соленый.
• Растворимость в воде: хорошая (около $36\ \text{г}$ на $100\ \text{г}$ воды при $20\ \text{°C}$).
• Температура плавления: $801\ \text{°C}$.

3. Серная кислота ($H_2SO_4$, концентрированная)

• Агрегатное состояние при нормальных условиях: жидкость.
• Цвет: бесцветная.
• Запах: отсутствует.
• Консистенция: вязкая, маслянистая.
• Плотность: около $1,84\ \text{г/см}^3$ (значительно тяжелее воды).
• Особые свойства: очень гигроскопична (активно поглощает водяные пары из воздуха), чрезвычайно едкое вещество.

Ответ:

• Вода — это бесцветная жидкость без вкуса и запаха, кипящая при $100\ \text{°C}$.
• Поваренная соль — это белое кристаллическое вещество, соленое на вкус и хорошо растворимое в воде.
• Серная кислота — это бесцветная, вязкая и тяжелая жидкость, не имеющая запаха, но обладающая сильными едкими и водоотнимающими свойствами.

Что такое химическая формула?

Химическая формула — это условная запись состава вещества с помощью химических знаков (символов элементов) и числовых индексов. Она является фундаментальным понятием в химии, своего рода универсальным «языком», который позволяет кратко и однозначно описать качественный и количественный состав любого химического вещества.

Химическая формула несет в себе два основных вида информации. Качественная информация показывает, из атомов каких химических элементов состоит вещество. Для этого используются символы химических элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева (например, H — водород, O — кислород, Fe — железо). Количественная информация показывает, сколько атомов каждого элемента содержится в одной структурной единице вещества (например, в молекуле). Количество атомов указывается с помощью подстрочного индекса — небольшой цифры справа внизу от символа элемента. Если индекс равен 1, то по правилам он опускается.

Например, химическая формула воды — $H_2O$. Она показывает, что одна молекула воды состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Формула серной кислоты $H_2SO_4$ означает, что в одной молекуле этого вещества содержатся два атома водорода (H), один атом серы (S) и четыре атома кислорода (O). Формула глюкозы $C_6H_{12}O_6$ указывает на то, что молекула глюкозы содержит шесть атомов углерода (C), двенадцать атомов водорода (H) и шесть атомов кислорода (O). Для веществ немолекулярного строения, таких как поваренная соль (хлорид натрия) с формулой $NaCl$, формула показывает соотношение ионов в кристалле: на каждый ион натрия ($Na^+$) приходится один ион хлора ($Cl^-$).

Помимо простейших (эмпирических) и молекулярных формул, которые показывают только состав, существуют и другие, более информативные виды формул. Например, структурная формула дополнительно изображает порядок соединения атомов в молекуле и характер химических связей между ними, то есть показывает строение молекулы.

Ответ: химическая формула — это условное обозначение состава вещества, записанное с помощью символов химических элементов и числовых подстрочных индексов. Она отражает качественный состав (какие элементы входят в вещество) и количественный состав (сколько атомов каждого элемента содержится в молекуле или каково их соотношение в структурной единице вещества).

Объясните, почему в химических формулах индекс 1 не пишут.

Решение

В химических формулах индекс 1 не указывается по соглашению, принятому для краткости и ясности записи. Основная причина заключается в том, что само присутствие символа химического элемента в формуле уже означает, что в состав молекулы (или формульной единицы) входит как минимум один атом этого элемента.

Рассмотрим на примере молекулы воды, формула которой $H_2O$.

• Символ $H$ с индексом 2 ($H_2$) означает, что в молекуле два атома водорода.
• Символ $O$ без индекса означает, что в молекуле присутствует один атом кислорода.

Если бы мы писали индекс 1, формула выглядела бы как $H_2O_1$. Цифра "1" в данном случае является избыточной информацией, поскольку отсутствие индекса уже передает тот же самый смысл — наличие одного атома.

Эта конвенция аналогична правилам, принятым в математике. Например, в алгебре вместо выражения $1 \cdot x$ принято писать просто $x$, так как коэффициент "1" подразумевается по умолчанию. Точно так же и в химии, написание символа элемента без индекса равносильно написанию этого символа с индексом "1".

Таким образом, отказ от написания индекса "1" делает химические формулы более лаконичными и легкими для чтения, не теряя при этом информативности. Например, вместо $Na_1Cl_1$ пишут $NaCl$, а вместо $C_1H_4$ — $CH_4$.

Ответ: Индекс 1 в химических формулах не пишут, так как само наличие символа элемента в формуле уже подразумевает присутствие одного атома этого элемента. Это правило принято для краткости и удобства, чтобы избежать избыточности в записи формул.

Выучите знаки химических эле-ментов, которые читаются как буквы латинского алфавита.

В химии для обозначения химических элементов используются символы, состоящие из одной или двух букв латинского алфавита. При чтении формул и в устной речи произношение этих символов может различаться: по-русски (например, Fe – железо), по-латыни (например, Cu – купрум) или по названию соответствующей буквы латинского алфавита. В данном задании требуется указать элементы, чьи символы читаются как буквы.

Ниже приведён развернутый список таких химических элементов с их названиями и особенностями произношения:

• H (Водород)
  Символ происходит от латинского названия Hydrogenium. В устной речи и при чтении формул знак «H» произносится как «аш». Например, H₂O читается как «аш-два-о».
• B (Бор)
  Символ происходит от латинского названия Borum. Знак «B» произносится как «бэ». В названиях соединений его также могут называть «бор» (например, H₃BO₃ – «аш-три-бор-о-три»).
• C (Углерод)
  Символ происходит от латинского названия Carboneum. Знак «C» произносится как «це». Например, CO₂ читается как «це-о-два».
• N (Азот)
  Символ происходит от латинского названия Nitrogenium. Знак «N» произносится как «эн». Например, NH₃ читается как «эн-аш-три».
• O (Кислород)
  Символ происходит от латинского названия Oxygenium. Знак «O» произносится как «о». Например, H₂SO₄ читается как «аш-два-эс-о-четыре».
• F (Фтор)
  Символ происходит от латинского названия Fluorum. Знак «F» произносится как «эф». Однако, в речи чаще используется название самого элемента – «фтор» (например, HF – «аш-фтор»).
• P (Фосфор)
  Символ происходит от латинского названия Phosphorus. Знак «P» произносится как «пэ». Например, P₂O₅ читается как «пэ-два-о-пять».
• S (Сера)
  Символ происходит от латинского названия Sulfur. Знак «S» произносится как «эс». Например, SO₃ читается как «эс-о-три».

Ответ:

Химические элементы, знаки которых читаются как буквы латинского алфавита: H (аш), B (бэ), C (це), N (эн), O (о), F (эф), P (пэ), S (эс).