Практическая работа СОСТАВЛЕНИЕ ФОРМУЛ БИНАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИХ НОМЕНКЛАТУРА. ВЫЧИСЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ВЕЩЕСТВА, МАССОВОЙ ДОЛИ ЭЛЕМЕНТА В ВЕЩЕСТВЕ.

Практическая работа

Составление формул бинарных соединений, их номенклатура. Вычисление относительной молекулярной массы вещества, массовой доли элемента в веществе.

Цель работы: совершенствование умений составлять формулы бинарных соединений, называть их; производить простейшие расчеты по молекулярным формулам (ОК2, ОК4,ОК6).

Задачи работы:

- закрепить понятия «степень окисления», «бинарные соединения»;

- закрепить умения определять степени окисления, называть бинарные соединения, составлять формулы бинарных соединений по степени окисления;

- закрепить умения производить простейшие вычисления по молекулярной формуле сложного вещества.

Пояснения к работе.

В результате выполнения практической работы студенты должны:

знать/понимать:

- важнейшие химические понятия: вещество, химический элемент, молекула, относительные атомная и молекулярная массы, степень окисления,

- основные законы химии: постоянства состава, периодический закон;

уметь:

- называть изученные вещества по "тривиальной" или международной номенклатуре;

- определять: валентность и степень окисления химических элементов,

- проводить самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи химической информации и ее представления в различных формах;

-использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

- критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников;

- понимания взаимосвязи учебного предмета с особенностями профессий и профессиональной деятельности, в основе которых лежат знания по данному учебному предмету.

Оснащение занятия: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, калькулятор.

Задание 1. Составление формул и номенклатура бинарных соединений:

Задание 2. Вычисление массовой доли элемента

Решения задач оформите в соответствии с образцом, приведенным ниже.

Предварительная подготовка. Теоретическая часть по теме

«Составление формул бинарных соединений, их номенклатура. Вычисление относительной молекулярной массы вещества, массовой доли элемента в веществе»

Бинарные соединения – это сложные вещества, состоящие из атомов двух химических элементов (как правило, на первом месте записывается элемент с положительной степенью окисления, на втором месте – с отрицательной степенью окисления).

Степень окисления – это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения (ионные и ковалентно-полярные) состоят только из ионов.

Степень окисления может иметь положительное, отрицательное и нулевое значения.

Степени окисления расставляются: вверху над символом элемента, причем вначале пишется заряд (+ или -), а затем число (1,2,3).

Примеры веществ, в которых у элементов проставлены степени окисления:

Na₂⁺¹S^-2, H₂⁺¹O^-2, Cl₂⁰.

Для того, чтобы по формулам химических соединений рассчитать степени окисления с.о.), необходимо знать определенные правила.

1. В соединениях отрицательное значение с.о. имеют элементы с большим значением электроотрицательности, а положительное значение с.о. – элементы с меньшим значением электроотрицательности.

2. Есть элементы с постоянной с.о. и элементы с переменной с.о.

Элементы с постоянным значением с.о.:

а) металлы всегда имеют положительное значение с.о.

У металлов главных подгрупп: I группы во всех соединениях с.о. равна +1, II группы - +2, III группы - +3.

б) элемент фтор в соединениях всегда проявляет степень окисления -1

Элементы с переменным значением с.о.:

а) все остальные металлы (кроме перечисленных выше металлов);

б) почти все неметаллы;

в) кислород почти всегда имеет с.о. -2;

г) в большинстве соединений водород имеет с.о. +1.

3. У элементов. которые в бинарном соединении записываются на втором месте, с.о. отрицательна и рассчитывается по формуле: №группы элемента -8.

4. У простых веществ и свободных атомов с.о. всегда равна нулю (H₂, N₂, Fe, Al, Cl, N, Na).

5. В соединениях сумма всех степеней окисления элементов всегда равна нулю. То есть, сумма положительных и отрицательных зарядов в молекуле всегда равна нулю.

6. Для того, чтобы рассчитать с.о. одного элемента в соединении, надо знать с.о. другого элемента.

Нахождение с.о. по формуле вещества.

Составим алгебраическое уравнение с одним неизвестным для определения значения с.о. в каком-либо соединении.

Найдем с.о. хлора в соединении Cl₂O. Выпишем с.о. кислорода и обозначим неизвестную степень окисления хлора через х: Cl₂^xO^-2

Составим уравнение:

2х+(-2)▪1=0; 2х=2; х=+1

Записываем степень окисления хлора: Cl₂⁺¹O^-2

Составление формулы соединения по известным с.о.элементов.

Например, составить формулу бинарного соединения алюминия с углеродом.

Запишем знаки алюминия и углерода: Al C, причем вначале записываем элемент с положительным значением с.о. (какой это элемент в нашем примере?), а затем – элемент с отрицательным значением с.о.

Теперь по порядку:

1. Алюминий находится в 3 группе, это металл, его с. о. всегда положительна и равна +3.

2. Углерод находится в 4 группе, его с.о. его будет равна -4 (4 – 8 = -4)

Запишем эти значения в формулу: Al⁺³C^-4, найдем наименьшее общее кратное для них (оно равно 12). Затем рассчитаем индексы:

12

Al ⁺³ C ^-4 → Al₄C₃

Названия бинарных соединений образуются из двух слов – названий входящих в их состав химических элементов. Вначале произносят корень латинского названия элемента с отрицательной с.о.(у нас углерод, его латинское название - карбонеум), добавляя суффикс – «ид» (в именительном падеже), после этого добавляют название элемента с положительной с.о. в родительном падеже.

Например: NaCl – хлорид натрия, MgS – сульфид магния, KH – гидрид калия.

Если же электроположительный элемент проявляет разные степени окисления, то это отражают в названии, обозначив с. о. римской цифрой, которую ставят в конце названия в скобках.

Например: Fe⁺²O^-2 оксид железа(II); Fe₂⁺³O₃^-2 оксид железа(III).

Если же соединение состоит из двух элементов-неметаллов, то к корню латинского названия более ЭО (находится в формуле на втором месте) из них прибавляют суффикс «ид», второй компонент называют в родительном падеже.

Например: O⁺²F₂^-1 – фторид кислорода, S⁺⁴O₂^-2- оксид серы (IV), S⁺⁶O₃^-2- оксид серы (VI).

В некоторых случаях число атомов элементов обозначают при помощи названий греческих числительных – моно, ди, три, тетра.

CO- монооксид углерода, CO₂- диоксид углерода, PbCl₄- тетрахлорид фтора.

Относительная молекулярная масса (Mr)- безразмерная величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы изотопа углерода  C¹².
Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех элементов с учетом индексов.

Примеры:

Mr(B₂O₃) = 2 · Ar(B) + 3 · Ar(O) = 2 · 11 + 3 · 16 = 70

Mr(KAl(SO₄)₂) = 1 · Ar(K) + 1 · Ar(Al) + 1· 2 · Ar(S) + 2· 4 · Ar(O) =
= 1 · 39 + 1 · 27 + 1 · 2 · 32 + 2 · 4 ·16 = 258

Массовая доля химического элемента. Зная хи­ми­че­скую фор­му­лу, можно вы­чис­лить массо­вую долю хи­ми­че­ских эле­мен­тов в ве­ще­стве. Мас­со­вая доля эле­мен­та в ве­ще­ства обозна­ча­ет­ся греческой бук­вой «омега» - ω и рас­счи­ты­ва­ет­ся по фор­му­ле:

где k – число ато­мов этого эле­мен­та в мо­ле­ку­ле.

Пример: рассчитать массовые доли водорода и кислорода в молекуле воды Н₂О.

Ре­ше­ние:

1) Вы­чис­ля­ем от­но­си­тель­ную мо­ле­ку­ляр­ную массу воды:

M_r(Н₂О) = 2*А_r(Н) + 1*А_r(О) = 2*1 + 1* 16 = 18

2) Вы­чис­ля­ем мас­со­вую долю во­до­ро­да в воде:

3) Вы­чис­ля­ем мас­со­вую долю кис­ло­ро­да в воде. Так как в со­став воды вхо­дят атомы толь­ко двух хи­ми­че­ских эле­мен­тов, мас­со­вая доля кис­ло­ро­да будет равна:

Образец оформления задачи:

Требования к содержанию и оформлению отчёта по лабораторной работе

Запишите в журнал лабораторно-практических занятий:

1. Наименование работы, цель работы.

2. Ход работы: записать формулировку задания 1 и решить его; решения задач в задании 2 оформить в соответствии с образцом.

3. Сделать вывод к работе.

4. Привести ответы на задания контрольных вопросов для самопроверки.

Контрольные вопросы для самопроверки.

Вариант 1.

1. Бинарным веществом является: 1) HNO₃ 2) CO 3)NaOH 4)H₂SO₃ 2. Степень окисления фосфора в соединении P₂O₅ равна: 1) -3 2) 0 3) +5 4) +3 3. Степень окисления +2 характерна для: 1) для металлов 1 группы 2) для металлов 3 группы 3) для металлов 2 группы 4) для неметаллов 6 группы 4. Атомы в молекулах простых веществ и атомы в свободном состоянии имеют степень окисления 1) 0 2) -1 3) +1 4) +2 5. Какую формулу имеет соединение, в котором элементы имеют степени окисления +1 и

-3 соответственно? 1) P₂О₅ 2)P₂O₃ 3)PF₃ 4) K₃P

Вариант 2.

1. Бинарным веществом является: 1) KNO₃ 2) H₂CO₃ 3) Ca(OH)₂ 4) AlCl₃ 2. Степень окисления марганца в соединении Mn₂O₇ равна: 1) -7 2) +2 3) +7 4) +4 3. Степень окисления +1 характерна для: 1) для металлов 1 группы 2) для металлов 3 группы 3) для металлов 2 группы 4) для неметаллов 7 группы 4. Сумма степеней окисления в сложном веществе равна

1) 0 2) -1 3) +1 4) +2 5. Какую формулу имеет соединение, в котором элементы имеют степени окисления +1 и

-3 соответственно? 1) NaCl 2)N₂O₃ 3)Na₃N 4) N₂O

Список литературы и интернет – источников

1. Степень окисления. Бинарные соединения [Электронный ресурс] https://videouroki.net.-Режим доступа: https://videouroki.net/blog/stepen-okisleniya-binarnye-soedineniya.html, свободный.-Загл. с экрана

2. Вычисление массовой доли элемента или вещества [Электронный ресурс] http://examchemistry.com -Режим доступа: http://examchemistry.com/content/ lesson/primenenie/taskcourse/massovdola.html, свободный.-Загл. с экрана