Кількісний склад хімічної сполуки дає можливість обчислити співвідношення чисел атомів окремих елементів, що утворюють молекулу даного з'єднання, але нічого не говорить про справжній числі цих атомів. Так, виходячи зі складу з'єднання, що містить 2,24% водню, 26,68% вуглецю, 71,08% кисню, знаходимо, що числа атомів Н, С і О в його молекулі ставляться один до одного, як
Таке співвідношення відповідає як формулою НСО2. так і формулами Н2 С2 О4. Н3 С3 ПРО6 і т. Д. Щоб зробити висновок про справжню формулою хімічної сполуки, треба визначити його молекулярну масу. Якщо вона виявиться рівною 90, то питання тим самим вирішиться на користь формули Н2 С2 О4.
Про молекулярній масі хімічної сполуки в стані газу або пари можна судити по його щільності. Як уже згадувалося, із закону Авогадро випливає, що маси рівних обсягів різних газів, узятих при однакових умовах, відносяться один до одного як їх молекулярні маси. Але ставлення цих мас являє собою число, що показує, у скільки разів один газ важчий або легше іншого, т. Е. Щільність одного газу по відношенню до другого, взятому для порівняння:
де МА і МВ - молекулярні маси газів А та В, а D - щільність газу А щодо газу В. Звідси
Визначаючи мольну масу МХ деякого речовини виходячи з його щільності за воднем D Н. можна користуватися таким виразом:
Для обчислень, що не вимагають великої точності, цей вислів читається так: молекулярна маса речовини, що знаходиться в газоподібному або пароподібному стані, дорівнює його подвоєною щільності за воднем.
Якщо взяти для порівняння кисень або повітря, то
де D до і Dвозд - щільності досліджуваної речовини за киснем і повітрю, а 29 - середня молекулярна маса повітря (маса 22,4 л повітря при 0 о С і 101,3 кПа становить 29 г).
Приклад. З'єднання містить 82,64% вуглецю і 17,36% водню. Щільність його за воднем 28,8. Знайти справжню формулу сполуки.
Відповідь. Найпростіша формула відповідає складу С2 Н5. Молекулярна маса з'єднання дорівнює 58 г / моль. Отже, справжня формула відповідає складу С4 Н10.
Постійна Авогадро. Обчислення маси окремих атомів і молекул
Одна з універсальних констант у фізиці й хімії - число молекул в молі простого або складного речовини і число атомів в молі атомів елемента - називається постійної Авогадро і становить 6,02 # 8729, 10 23.
Постійна Авогадро дає можливість обчислити масу однієї молекули або атома, а також число молекул в певній кількості маси.
Приклад 1. Обчислити в грамах масу молекули нафталіну С10 Н8.
M = 128 г / моль m = = = 2,1 # 8729; 10 -22 м
Відповідь. Маса молекули нафталіну С10 Н8 дорівнює 2,1 # 8729; 10 -22 м
Приклад 2. Скільки молекул міститься в 1 мл газу при -23 ° С і 2,53 кПа?
t = -23 o C Vн. у. = = = 0,0273 мл,
Тн. у. = 273 К N = = = 7,3 # 8729, 10 17.
Відповідь. В 1 мл газу при -23 ° С і 2,53 кПа міститься 7,3 # 8729, 10 17 молекул.
Постійна Авогадро дозволяє встановити співвідношення між дольной одиницею маси - грамом і вуглецевої одиницею.
Маса благаючи ізотопу вуглецю 12С становить 12 г і містить 6,02 # 8729, 10 23 атомів; маса одного атома вуглецю дорівнює г, а маса 1/12 його, т. е. вуглецевої одиниці, складе