В качестве единицы количества вещества в химии используют моль. Моль – количество вещества, содержащее столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и др.), сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12 С. Это число точно определено, составляет 6,02 . 10 23 моль -1 и носит название постоянная Авогадро. Обозначается количество вещества символом n B ; например, n CaO = 2 моль, т.е. количество вещества оксида кальция равно 2 моль, т.е. содержит 2 6,02 . 10 23 =12,04 . 10 23 формульных единиц СаО.
Массу одного моля вещества В называют молярной массой (обозначение М В) . Единицами измерения молярной массы являются г/моль и кг/моль .
Вещество может быть также охарактеризовано относительной молекулярной массой, равной массе молекулы или иной структурной единицы вещества, отнесенной к 1/12 массы одного атома изотопа углерода 12 С (обозначение M r (B)) . Относительная молекулярная масса является величиной безразмерной. Относительные молекулярные массы элементов, называемые обычно относительными атомными массами (А r (B)) , приведены в ПСЭМ. Относительные атомные массы наиболее употребительных элементов необходимо запомнить (табл. 1.2).
Молярная масса вещества В (символ M B , единица – кг/моль) – это масса вещества В (m B), деленная на количество вещества n B , или это масса 1 моль вещества (6,02 . 10 23 формульных единиц вещества (атомов, молекул, ионов, электронов и т.д.)). Молярная масса вещества (М В) численно равна относительной молекулярной массе, например: относительная молекулярная масса натрия M r (Na)=22,98977, а молярная масса натрия равна М Na =22,98977 г/моль. Относительные атомные массы элементов используют для вычисления молярных масс соединений.
Таблица 1.2. Округленные значения относительных атомных масс некоторых элементов
Пример 1.1. Найти молярную массу серной кислоты (H 2 SO 4).
Решение. Молярная масса серной кислоты численно равна сумме двух относительных атомных масс водорода, одной относительной атомной массы серы и четырех относительных атомных масс кислорода и измеряется в граммах на моль (г/моль):
Количество вещества равно отношению массы вещества, выраженной в граммах или килограммах, к молярной массе вещества:
Пример 1.2. Найти количество вещества серной кислоты, если масса серной кислоты составляет 500 г.
Решение.
Согласно закону Авогадро в равных объемах любых газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. Из закона Авогадро следует, что при температуре 273,15 К (0 о С) и давлении 101325 Па (нормальные условия, н.у.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 дм 3 (л). Эта величина носит название молярный объем (V B). Объем газа, находящегося при произвольных условиях, может быть приведен к нормальным условиям с использованием формулы Менделеева–Клапейрона
где р – давление газа; V – объем газа; m B – масса газа; М В – молярная масса газа; Т – температура в градусах термодинамической шкалы Кельвина (К); R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль К), или (лкПа)/(мольК) в СИ, или 0,08206 (латм)/(мольК), если давление выражено в атмосферах, или 62,36 (лмм рт. ст.)/(мольК), если давление выражено в мм ртутного столба.
При решении задач возможно использование округлённых значений температуры 273 К и давления 10 5 Па, соответствующих нормальным условиям, а также значения универсальной газовой постоянной 8,3Дж/(мольК),
Пример 1.3. Найти количество вещества углекислого газа, если его объем при нормальных условиях составляет 5 дм 3 .
Решение. Составим пропорцию:
1 моль газа занимает объем 22,4 л,
х моль газа занимает объем 5 л.
; 
Постоянная Авогадро может быть использована для нахождения числа формульных единиц вещества*, числа атомов и т.п.
Пример 1.4. Найти число формульных единиц серной кислоты, число атомов водорода, серы и кислорода, содержащихся в 1000 г H 2 SO 4 .
Решение. Найдем количество вещества серной кислоты, используя формулу (1.1):
Составим пропорцию:
1 моль кислоты содержит 6,02 . 10 23 формульных единиц H 2 SO 4 ,
10,2 моль - “ - - “- х - “- - “- .
* Термин «формульная единица» может быть использован в тех случаях, когда термин «молекула» не соответствует реальным структурным единицам вещества. Так, в кристаллическом хлориде натрия невозможно выделить отдельные молекулы NaCl. Поэтому вместо термина «молекула NaCl» правильнее использовать термин «формульная единица NaCl» как отражающий состав соединения. Это применимо и к серной кислоте.
Одна формульная единица серной кислоты содержит 2 атома водорода, следовательно, 1000 г, или 10,2 моль, серной кислоты содержат 26,14 . 10 24 =1,22810 25 атомов водорода. Соответственно число атомов серы и кислорода составит 16,1410 24 =6,14 . 10 24 атомов серы и 46,1410 24 =2,45610 25 атомов кислорода.
Химические формулы выражают количественный и качественный состав соединения и одновременно обозначают массу, соответствующую 1 моль вещества. Например, формула азотной кислоты HNO 3 означает: 1) это вещество образовано 1 атомом водорода, 1 атомом азота и 3 атомами кислорода или одним ионом водорода (Н +) и одним нитрат-ионом (); 2) на 1 массовую часть водорода в азотной кислоте приходится 14 массовых частей азота и 48 массовых частей кислорода; 3) масса 1 моль азотной кислоты равна 63г; 4) количество вещества азотной кислоты равно 1 моль; 5) 6,0210 23 формульных единиц азотной кислоты содержится в 1 моль этого вещества. Химические формулы используются для разнообразных расчётов.
Пример 1.5. Найти процентное содержание кальция, водорода и кислорода в гидроксиде кальция Са(OН) 2 .
Решение. Найдем молярную массу гидроксида кальция. Для этого в таблице ПСЭМ найдем относительные атомные массы кальция, кислорода и водорода и подставим их в формулу:
Можно также воспользоваться более удобной формулой:
Для нахождения процентного содержания кальция составим пропорцию:
74 г Са(OН) 2 содержат 40 г кальция,
100 г - “ - - “ - х г - “ – .
Следовательно, процентное содержание кальция в Са(OН) 2 составит:
Аналогично находим процентное содержание водорода и кислорода:
74 г Са(OН) 2 содержат 2 г водорода,
100 г - “ - - “ - х г - “ – ,
74 г Са(OН) 2 содержат 32 г кислорода,
100 г - “ - - “ - х г - “ – ,
Проверим правильность вычислений. Суммарное содержание всех трех элементов в гидроксиде кальция составляет:
54,05+2,70+43,24=99,99 %.
Отклонение полученной величины от 100 % на 0,01% связано с округлением результатов.
Пример 1.6. Найти массу одной формульной единицы (молекулы) хлорида натрия (поваренной соли).
Решение.
1 моль NaCl содержит 6,0210 23 формульных единиц (молекул). Молярная масса хлорида натрия составляет
Составим пропорцию:
масса 6,0210 23 молекул NaCl составляет 58,5 г,
масса 1 - “ - - “ - - “ - - “ - х г,
Пример 1.7. Найти простейшую формулу соединения, содержащего (по массе) 40 % углерода, 6,7 % водорода, 53,3 % кислорода, если плотность его паров по водороду составляет 15.
Решение. Обозначим числа атомов углерода, водорода и кислорода в простейшей формуле соединения через x, y и z. Молекулярные массы этих элементов равны 12, 1 и 16. Поэтому массы углерода, водорода и кислорода в составе соединения относятся как 12x:1y:16z. По условиям задачи это отношение равно 40:6,7:53,3. Следовательно,
12x:y:16z=40:6,7:53,3,
Чтобы выразить полученное отношение целыми числами, разделим его члены на меньшее из них:
Таким образом, простейшая формула соединения – СН 2 О. Относительная молекулярная масса соединения М r =12+2+16=30. Относительная молекулярная масса, определенная по относительной плотности, составляет
Следовательно, простейшая и истинная формулы соединения совпадают.
Отметим, что простейшие и истинные формулы веществ совпадают далеко не всегда. Например, простейшая формула глюкозы имеет вид СН 2 О, а истинная – С 6 Н 12 О 6 . Следовательно, простейшая формула отражает только соотношение числа атомов элементов в молекуле (формульной единице), но не число этих атомов в молекуле. Для определения истинной формулы помимо простейшей формулы обязательно определение молярной массы соединения.
Химические уравнения
Химические уравнения показывают вещества, вступающие в химическую реакцию, и образующиеся в результате продукты, а также количественные отношения между всеми участниками реакции. Например, уравнение
2HCl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2H 2 O
означает, что в реакцию вступают 2 моль соляной кислоты и 1 моль гидроксида кальция; образуются 1 моль хлорида кальция и 2 моль воды, а массы исходных веществ и продуктов реакции удовлетворяют соотношению
Пример 1.8. Серная кислота (H 2 SO 4) реагирует с гидроксидом калия по уравнению
H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O.
Найти массу гидроксида калия, необходимую для реакции с 20 г серной кислоты, и массы сульфата калия и воды, образующиеся в результате реакции.
Решение. Молярные массы участников реакции составляют соответственно 98 (H 2 SO 4); 56 (KOH); 176 (K 2 SO 4) и 8 (H 2 O) г/моль. Из уравнения реакции следует, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 моль гидроксида калия или 98 г H 2 SO 4 взаимодействуют с 256=112 г KOH. Составим пропорцию:
98 г H 2 SO 4 реагируют со 112 г КОН,
20 г - “ - - “ - х г - “ - ,
Аналогично в соответствии с уравнением реакции запишем:
из 98 г H 2 SO 4 образуется 176 г K 2 SO 4 ,
из 20 г - “ - - “ - х г - “ - ,
из 98 г H 2 SO 4 образуется 36 г Н 2 O,
из 20 г - “ - - “ - х г - “ – ,
Пример 1.9. При взаимодействии серной кислоты и карбоната натрия выделилось 5,0 л углекислого газа (н.у.). Найти массы серной кислоты и карбоната натрия, взятые для реакции, а также массу сульфата натрия и воды, образовавшихся в результате реакции.
Решение. Запишем уравнение реакции:
H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O.
Из уравнения реакции следует, что в реакцию вступают 1 моль серной кислоты и 1 моль карбоната натрия и образуются по 1 моль сульфата натрия, углекислого газа и воды. Иначе говоря, в реакцию вступают 98 г H 2 SO 4 и 106 г Na 2 CO 3 , а образуются 142 г Na 2 SO 4 , 44 г CO 2 и 18 г H 2 O. 1 моль углекислого газа, или 44 г, занимает при нормальных условиях объем, равный 22, 4 дм 3 (л).
Молярные массы участников реакции составят:
Из уравнения реакции следует:
для получения 22,4 л CO 2 необходимо взять 98 г H 2 SO 4 ,
- “ - - “ - 5 л - “ - - “ - х г - “ - ,
Количество углекислого газа можно выразить в граммах:
масса 22,4 л CO 2 составляет 44 г,
- “ - 5 л - “ - - “ - х г,
и при последующих вычислениях использовать массу газа, а не объём.
Основываясь на уравнении реакции, найдём массы Na 2 CO 3 , Na 2 SO 4 и H 2 O.
Для получения 44 г CO 2 необходимо взять 106 г Na 2 CO 3 ,
при получении 44 г CO 2 образуется 142 г Na 2 SO 4 ,
- “ - - “ - 9,82 г - “ - - “ - х г - “ – ,
при получении 44 г CO 2 образуется 18 г H 2 O,
- “ - - “ - 9,82 г - “ - - “ - х г - “ –,
.
Контрольные задачи
1. Найдите количество вещества азотной кислоты, если её масса составляет 100 г.
Ответ: 1,59 моль.
2. Найдите количество вещества азота, если его объем при нормальных условиях составляет 15 дм 3 .
Ответ: 0,67 моль.
3. Найдите число формульных единиц гидрокарбоната кальция, число атомов кальция, водорода, углерода и кислорода, содержащихся в 300 г Ca(HCO 3) 2 .
Ответ:
4. Найдите процентное содержание магния, азота и кислорода в нитрате магния Mg(NO 3) 2 .
Ответ: ω Mg =16,2; ω N =18,9;ω О =64,9 %.
5.Найдите массу одной молекулы хлора.
Ответ:1,18 . 10 -22 г.
6. Найдите массу гидроксида кальция, необходимую для реакции с 10 г хлороводорода, и массы хлорида кальция и воды, образующиеся в результате реакции
2HCl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2H 2 O.
Ответ:
7. Найдите массы оксида кальция, воды и объем углекислого газа, образующиеся при термическом разложении 200 г гидрокарбоната кальция по реакции
Сa(HCO 3) 2 =CaO+H 2 O+2 CO 2 .
Ответ:
8. Найдите массы карбоната натрия и хлорида кальция, необходимые для получения 10 г карбоната кальция по реакции
Na 2 CO 3 + СаCl 2 = СаCO 3 ↓ + 2NaCl.
Ответ:
9. Найдите объём газообразного аммиака (н.у.) и массу серной кислоты, необходимые для получения 50 г сульфата аммония по реакции 2NH 3 + H 2 SO 4 =(NH 4) 2 SO 4 .
Ответ:
Строение атома
Атом состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро состоит из заряженных протонов и незаряженных нейтронов. Число протонов равно порядковому номеру элемента в ПСЭМ. Например, порядковый номер кальция в ПСЭМ равен 20, следовательно, ядро кальция содержит 20 протонов. Число нейтронов определяется как разность между атомной массой изотопа элемента и его порядковым номером. Например, порядковый номер углерода в ПСЭМ равен 6, следовательно, ядро изотопа углерода 12 С содержит 12 – 6 = 6 нейтронов, а изотоп углерода 14 С содержит 14 – 6 = 8 нейтронов. Атомные массы элементов, приведенные в ПСЭМ, представляют собой средние атомные массы природной смеси различных изотопов элементов, поэтому эти величины не всегда могут быть использованы для нахождения числа нейтронов в ядре атома.
Заряд протона принято считать положительным. Он численно равен заряду электрона, который принято считать отрицательным. Атомы элементов электронейтральны, следовательно, число электронов в атоме равно числу протонов в ядре и равно порядковому номеру элемента в ПСЭМ.
Электроны в атоме образуют электронные уровни и подуровни. Число электронных уровней атома равно номеру периода в ПСЭМ, в котором располагается элемент . Например, элемент калий находится в четвертом периоде, следовательно, его электроны располагаются на 4 электронных уровнях. Электронные уровни могут быть обозначены целыми положительными числами от 1 до 7, что соответствует числу периодов в ПСЭМ. Эти числа носят название главного квантового числа , которое обозначается буквой n. В пределах электронного уровня электроны располагаются на электронных подуровнях . Максимально возможное число электронных подуровней на данном электронном уровне равно номеру уровня, однако в действительности число электронных уровней не превышает четырёх. Например, на 3-м электронном уровне может быть 3 электронных подуровня, а на 5-м и 6-м уровнях имеется только по 4 подуровня. Электронные подуровни обозначаются буквами латинского алфавита s ,p ,d ,f и носят название орбитального или побочного квантового числа . На 1-м электронном уровне имеется только один электронный подуровень – s. Это записывается как 1s. На втором электронном уровне находятся 2 электронных подуровня s и p. Эти подуровни обозначаются как 2s и 2p. Соответственно на 3-м электронном уровне электроны располагаются на трёх подуровнях – 3s, 3p и 3d, а на 4-м – на четырёх подуровнях – 4s, 4p, 4d и 4f. Максимальное количество электронов на s-подуровне составляет 2, на p-подуровне – 6, на d-подуровне – 10, а на f-подуровне – 14. Количество электронов, находящихся на электронном подуровне, обозначается правым верхним индексом. Например, если на р-подуровне 2-го электронного уровня находятся 3 электрона, то это записывается как 2p 3 , а 7 электронов на d-подуровне 3-го электронного уровня обозначаются как 3d 7 .
Если на электронном уровне находятся несколько подуровней, то электроны в первую очередь заполняют s-подуровень, затем – p-подуровень, далее – d-подуровень и в последнюю очередь – f-подуровень. Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням называется электронной формулой элемента.
Пример 1.10. Записать электронную формулу атома элемента хлор .
Решение. Порядковый номер хлора в ПСЭМ равен 17, следовательно, ядро атома хлора содержит 17 протонов и нейтральный атом имеет 17 электронов. Хлор находится в 3-м периоде ПСЭМ, следовательно, электроны расположены на трех электронных уровнях. На 1-м уровне имеется только один электронный подуровень s, на котором могут находиться максимально 2 электрона (1s 2). На 2-м уровне имеются 2 подуровня – s и p, на которых могут располагаться максимально 2 и 6 электронов, (соответственно (2s 2 и 2p 6)). На 3-м уровне могут быть 3 подуровня – s, p и d. Но на этом уровне у атома хлора находятся только 17-(2+2+6)=7 электронов. Два из них находятся на s- подуровне(3s 2) и 5 – на p-подуровне (3p 5). Таким образом, электронная формула хлора будет иметь вид 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .
Электронные формулы первых 20 элементов ПСЭМ приведены в табл. 1.3.
Отметим, что изложенное применимо в полной мере только к элементам первых трёх периодов ПСЭМ.
Периодический закон Д.И. Менделеева формулируется так: свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.
Таблица периодического закона (табл.1.4) состоит из 8 вертикальных колонок, называемых группами , и 7 горизон-
тальных строк, называемых периодами . Группы состоят из 2
подгрупп, называемых главными и побочными. Главные подгруппы начинаются с элементов 1-го или 2-го периода
(водорода, гелия, лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода, фтора),а побочные – с элементов 4-го периода (скандия,
Таблица 1.3.Электронные формулы элементов ПСЭМ
титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди и цинка). Периоды делятся на малые (1,2 и 3-й) и боль- шие (4,5,6 и 7-й). Малые периоды состоят из одного ряда,а большие – из двух рядов. Кроме того, две группы элементов (лантаниды и актиниды) располагаются отдельно, в нижней части таблицы.
Элементы, находящиеся в одной группе и одной подгруппе, обладают большим сходством химических свойств.
Это связано с тем, что химические свойства элементов определяются в значительной степени числом электронов на внешней электронной оболочке, а элементы из одной группы и подгруппы имеют одинаковое число электронов на внешней электронной оболочке и аналогичное строение этой оболочки.
Таблица 1.4.Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
| Периоды | Ряды | Группы элементов | |||||||||||
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | ||||||
| I | H | He | |||||||||||
| II | Li | Be | B | С | N | O | F | Ne | |||||
| III | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||
| IV | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | |||
| V | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||
| VI | 37 Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | |||
| VII | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||
| VIII | Cs | Ba | 57* La | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | |||
| IX | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |||||
| X | Fr | Ra | 89* Ac | Ku | Ns | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | |||
* Л А Н Т А Н И Д Ы
| 58 Ce | 59 Pr | 60 Nd | 61 Pm | 62 Sm | 63 Eu | 64 Gd | 65 Tb | 66 Dy | 67 Ho | 68 Er | 69 Tm | 70 Yb | 71 Lu |
| ** А КТ И Н И Д Ы |
| 90 Th | 91 Pa | 92 U | 93 Np | 94 Pu | 95 Am | 96 Cm | 97 Bk | 98 Cf | 99 Es | 100 Fm | 101 Md | 102 (No) | 103 (Lr) |
Например, азот и фосфор находятся в главной подгруппе 5-й группы. На внешней оболочке каждого из этих элементов находится по 5 электронов, а строение внешних оболочек выражается формулами 2s 2 2p 3 (N) и 3s 2 3p 2 (Р). Число электронов на внешней электронной оболочке определяет способность атома образовывать соединения с другими атомами посредством химических связей. Один электрон на внешней оболочке может обычно образовывать одну химическую связь. Так, азот и фосфор могут образовывать 5 связей, а литий и натрий, у которых на внешней оболочке находится только по одному электрону (2s 1 – Li и 3s 1 – Na), образуют по одной связи. Атом химического элементаможет образовывать или постоянное, или переменное число связей. Например, кальций всегда образует только 2 связи, а азот может образовывать 1, 2, 3, 4 или 5 связей. Образование химических связей может сопровождаться потерей электронов атомом. В этом случае говорят, что атом проявляет положительную степень окисления (СО) . Примерами могут быть литий, натрий, калий, магний, кальций. Эти элементы в химических реакциях всегда отдают электроны, т.е. проявляют положительные СО . Атомы ряда элементов, напротив, в химических реакциях принимают электроны и проявляют отрицательные СО. Примерами могут быть кислород и фтор. Очень многие элементы, в зависимости от конкретной реакции, могут как отдавать, так и принимать электроны.
Часть элементов могут проявлять только одну СО, равную номеру группы. Эта СО называется высшей СО элемента. К таким элементам относятся, например, литий, натрий, магний, кальций, алюминий. Другие элементы помимо высшей СО могут проявлять и другие, низшие, СО. Например, фосфор может проявлять СО +5 и +3, а сера – +6 и +4.
Исключениями из элементов главных подгрупп являются фтор, который проявляет только СО, равную -1, а также гелий, неон и аргон, которые химических соединений не образуют, т.е. их СО равна нулю.
Степень окисления является важнейшим свойством элемента, определяющим его химические свойства. Основные СО ряда элементов ПСЭМ приведены в табл. 1.5.
Степень окисления элемента может быть использована для составления формулы химического соединения.
Таблица 1.5. Основные степени окисления некоторых элементов ПСЭМ
| Пе- риод | Группы | |||||||
| H +1; -1 | He | |||||||
| Li +1 | Be +2 | B +3 | C +(2,4) -4 | N +(1,2,3,4,5) -3 | O -2 | F -1 | Ne | |
| Na +1 | Mg +2 | Al +3 | Si | P 3,5 | S +(2,4,6) -2 | Cl +(1,3,5,7) -1 | Ar | |
| K +1 | Ca +2 |
Пример 1.11. Составить формулы соединений с кислородом натрия, магния, алюминия, кремния, фосфора, серы и хлора в высших степенях окисления.
Решение. Сумма СО элементов в соединении, состоящем из двух элементов (бинарное соединение ), должна быть равна нулю. Следовательно, формула оксида натрия будет иметь вид Na 2 O, т.е. сумма СО атома кислорода (-2) и сумма СО двух атомов натрия будет равна нулю. Аналогично получим формулы оксидов других элементов: MgO; Al 2 O 3 ; SiO 2 ; P 2 O 5 ; SO 3 ; Cl 2 O 7 .
Очевидно, что все элементы, находящиеся в одной и той же подгруппе, будут иметь аналогичные формулы высших оксидов, например, элементы 5-й группы главной подгруппы (азот, мышьяк, сурьма и висмут) будут иметь высшие оксиды состава N 2 O 5 , As 2 O 5 , Sb 2 O 5, Bi 2 O 5 .
Контрольные вопросы и задачи
1. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержит атом изотопа 25 Mg? Ответ: 12, 13, 12.
2. Какие из следующих элементов на внешнем уровне имеют 2 р-электрона (натрий, углерод, фосфор, сера, кальций, кремний) ?
Ответ: углерод, кремний.
3. Запишите электронную формулу элемента, имеющего в ПСЭМ порядковый номер 15.
Ответ: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .
4. Составьте формулу соединения мышьяка с серой, если СО мышьяка равна +5, а серы – - 2.
Ответ: As 2 S 5 .
5. Найдите СО серы в соединении Al 2 S 3 .
Ответ: -2.
Похожая информация.
Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
Химическая формула
Молярная масса CO 2 , диоксид углерода 44.0095 г/моль
12,0107+15,9994·2
Массовые доли элементов в соединении
Использование калькулятора молярной массы
- Химические формулы нужно вводить с учетом регистра
- Индексы вводятся как обычные числа
- Точка на средней линии (знак умножения), применяемая, например, в формулах кристаллогидратов, заменяется обычной точкой.
- Пример: вместо CuSO₄·5H₂O в конвертере для удобства ввода используется написание CuSO4.5H2O .
Напряженность электрического поля
Калькулятор молярной массы
Моль
Все вещества состоят из атомов и молекул. В химии важно точно измерять массу веществ, вступающих в реакцию и получающихся в результате нее. По определению моль - это количество вещества, которое содержит столько же структурных элементов (атомов, молекул, ионов, электронов и других частиц или их групп), сколько содержится атомов в 12 граммах изотопа углерода с относительной атомной массой 12. Это число называется постоянной или числом Авогадро и равно 6,02214129(27)×10²³ моль⁻¹.
Число Авогадро N A = 6.02214129(27)×10²³ моль⁻¹
Другими словами моль - это количество вещества, равное по массе сумме атомных масс атомов и молекул вещества, умноженное на число Авогадро. Единица количества вещества моль является одной из семи основных единиц системы СИ и обозначается моль. Поскольку название единицы и ее условное обозначение совпадают, следует отметить, что условное обозначение не склоняется, в отличие от названия единицы, которую можно склонять по обычным правилам русского языка. По определению один моль чистого углерода-12 равен точно 12 г.
Молярная масса
Молярная масса - физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы этого вещества к количеству вещества в молях. Говоря иначе, это масса одного моля вещества. В системе СИ единицей молярной массы является килограмм/моль (кг/моль). Однако химики привыкли пользоваться более удобной единицей г/моль.
молярная масса = г/моль
Молярная масса элементов и соединений
Соединения - вещества, состоящие из различных атомов, которые химически связаны друг с другом. Например, приведенные ниже вещества, которые можно найти на кухне у любой хозяйки, являются химическими соединениями:
- соль (хлорид натрия) NaCl
- сахар (сахароза) C₁₂H₂₂O₁₁
- уксус (раствор уксусной кислоты) CH₃COOH
Молярная масса химических элементов в граммах на моль численно совпадает с массой атомов элемента, выраженных в атомных единицах массы (или дальтонах). Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении. Например, молярная масса воды (H₂O) приблизительно равна 2 × 2 + 16 = 18 г/моль.
Молекулярная масса
Молекулярная масса (старое название - молекулярный вес) - это масса молекулы, рассчитанная как сумма масс каждого атома, входящего в состав молекулы, умноженных на количество атомов в этой молекуле. Молекулярная масса представляет собой безразмерную физическую величину, численно равную молярной массе. То есть, молекулярная масса отличается от молярной массы размерностью. Несмотря на то, что молекулярная масса является безразмерной величиной, она все же имеет величину, называемую атомной единицей массы (а.е.м.) или дальтоном (Да), и приблизительно равную массе одного протона или нейтрона. Атомная единица массы также численно равна 1 г/моль.
Расчет молярной массы
Молярную массу рассчитывают так:
- определяют атомные массы элементов по таблице Менделеева; Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.
Вес и размеры плит перекрытия понятия взаимосвязанные. Они всегда будут идти рядом на всех накладных и карточках с описаниями товара. Здесь одно напрямую зависит от другого. Только размеры и вес плиты перекрытия могут предоставить специалистам нужную информацию, которая расскажет им об области применения, назначении и максимальной нагрузке, что они будут способны выдержать. Но и на этих показателях данные о плите не заканчиваются, ведь в целях экономии материала внутри конструкции делаются пустоты. Они иногда влияют на характеристики плиты даже больше, чем ее вес и размеры.
Итак, вес плиты перекрытия зависит от размера определенной плиты. Давайте рассмотрим несколько видов. К примеру, если плита имеет стандартные минимальные размеры, тогда вес плиты перекрытия будет составлять чуть меньше тонны, а именно 730 килограмм. В то время как вес плиты перекрытия, которая является самой большой среди стандартных вариантов, составляет больше пяти тонн. Но при этом ее объем выше двух кубических метров.
Сколько весит плита перекрытия
Говоря о том, сколько весит плита перекрытия, как уже было сказано выше, необходимо учитывать наличие или отсутствие пустот. А также, технология ее изготовления может существенно повлиять на вес, ведь при одном объеме наличие того или иного бетона может быть различным. Более того, невозможно точно сказать, сколько весит плита перекрытия, если не знать, из какого конкретно материала она выполнена. Например, бетонные плиты достаточно тяжелые, в то время как ячеистые бетоны имеют существенно меньшую массу.
Вес деревянного перекрытия, естественно, намного меньше, чем бетон или даже ячеистый бетон. Однако на этом его преимущества заканчиваются. Чтобы довести дерево до нормальных огнеупорных и звукоизоляционных качеств, необходимо приложить немало усилий. Более того, если наблюдается усадка, например, почва плохая, то вы не сможете продлить срок эксплуатации деревянных перекрытий, даже если будет установлен серьезный фундамент. Именно поэтому не стоит обращать внимания на вес деревянного перекрытия, так как все остальные его характеристики оставляют желать лучшего.
Вес плиты перекрытия, пустотные
По сравнению с такой плитой, которая заполнена полностью, вес пустотной плиты перекрытия, естественно, будет меньшим. Это обусловлено тем, что воздух фактически ничего не весит, и он как бы облегчает плиту. А полностью заполненная конструкция бетоном будет иметь такой вес, что поднять ее на соответствующий этаж сможет только специальная техника. К примеру, вес пустотной плиты перекрытия, выполненной из железобетона, имеющей размеры 4480х1490х220 миллиметров будет составлять 2,1 тонну.
А говоря о том, какой вес выдерживает плита перекрытия, необходимо возвратится опять-таки ко всем остальным параметрам. Если в плите присутствуют пустоты, тогда выдерживаемая нагрузка будет более низкой. Наличие армирования тоже играет определенную роль. Следовательно, то, какой вес выдерживает плита перекрытия, также является весьма растяжимым понятием.
Одним из типов мелкозаглубленной основы для дома (с мелким заложением) считается фундаментная монолитная плита. Данный вид сооружения идеально подойдет под каркасные или деревянные дома, гаражи и бани, а также другие здания. Плитный фундамент относят по степени заложения в почву к мелкозаглубленному или незаглубленному сооружению.
В связи с невысокой глубиной заложения, такая основа для дома заглубляется всего на 0,4-0,5 метра, но встречаются моменты, когда частные постройки возводятся с цокольными этажами, в этом случае плитные фундаменты закладываются согласно проекту на расчетную глубину.
В отличие от столбчатых или незаглубленных ленточных каркасов, данный вид основы для дома характеризуется своей жесткой конструкцией.
Представленная онлайн программа-калькулятор может рассчитать
- Нужное количество стройматериалов для раствора: щебень, песок, цемент;
- Объем бетона для фундаментной плиты;
- Количество досок для обустройства опалубки;
- Примерную стоимость стройматериалов;
- Армирование монолитного сооружения (будет зависеть от геологических условий и типа проекта).
Вам необходимо указать все размеры в мм в колонке слева
X — Ширина плиты.
Y — Длина.
H — Высота.
W — Ширина секции (ячейки).
Z — Длина секции (ячейки).
R — Число горизонтальных рядов арматуры.
D — Диаметр арматуры.
В том случае, армирование не используется и данный расчет не требуется, то это поле можно не заполнять.
Для каждого отдельного случая требуется определенное количество цемента, чтобы изготовить 1 м³ бетона.
В первую очередь это будет зависеть от величины наполнителей и их пропорций, желаемой марки полученного раствора и используемой марки цемента.
K — Вес одного цементного мешка, выражается в килограммах.
M — Общее количество мешков с цементом для получения 1 м³ бетонной смеси.
L — Длина доски для опалубки.
T — Толщина.
H — Ширина.
Расчет материалов фундаментной плиты
- Стоимость строительных и сыпучих материалов может сильно варьировать в зависимости от сезона и района страны.
- Пересчитывать стоимость сыпучих материалов необходимо в цену не по объему, а по весу.
- Плита фундаментная — один из разновидностей мелкозаглубленного каркаса.
- Как правило, такая основа для дома выполнена в виде монолита из бетона, расположенного под площадью всей постройки.
- В обязательном порядке используется армирование по объему всего каркаса для устранения деформаций из-за нагрузок на плитный фундамент.
- Для создания несущей конструкции необходимо много арматуры и большой расход раствора, если сравнивать с классическими типами сооружений данного типа. В связи с этим плитный фундамент будет немного дороже, традиционных.
- Расчет объема бетона для правильной прочной заливки или армирующего прута, который используется для каркаса монолита, что позволит предотвратить перерасход вышеупомянутых строительных материалов.
Процесс армирования фундаментной плиты
- Как правило, для заливки монолитного плитного фундамента лучше всего применять бетон класса В и арматуру сечением от 12 до 16 миллиметров, категорически не рекомендуется экономить на этом.
- Армирование выполняется при помощи арматурных сеток, внизу и вверху плиты, которые перевязываются между собой. Это делается специально для того, чтобы получить прочное и жесткое основание, которое позволит выдерживать основе будущего дома любые нагрузки со стороны грунта или здания.
- Для того, чтобы правильно армировать горизонтальную плоскость монолита, нужно вязать сетку из армирующего прута с диаметром 12-16 мм и шагом 200 мм. Чтобы соединить прочно нижние и верхние секции, применяют арматуру диаметром 7-8 мм, которая вяжется с шагом 400х400 мм.
- Чтобы защитить арматурные пруты сверху и снизу, их нужно залить слоем раствора толщиной, как минимум 35 миллиметров.
Заливка монолитной конструкции
Для этого процесса, лучше всего использовать марку бетона М450. Также Вы должны быть уверенными, что Вам не доставят марку М350 и ниже. Класс раствора на прочность сжатия для плит фундаментных должен соответствовать марке В20 (М250), но не ниже. При этом водостойкость должна быть не менее W6. Заявленным критериям соответствуют бетона следующей марки — БСГ В 22,5 П3 F150 W6 и выше.
Для подачи раствора можно использовать лоток из миксера или бетонорукав. Раскидывать готовую смесь правильней всего с дальнего края опалубки. После этого начинаем бетонировать ближний край. В то время как выполняется заливка, один человек должен непрерывно обрабатывать заливку при помощи глубинного вибратора, что позволит получить равномерное распределение смеси по всему объему монолита, удалить воздушные пузырьки и выровнять ее поверхность.
Обязательно следующий день необходимо обильно полить всю поверхность монолитного сооружения водой. Если Вы заливку выполняли в жаркую погоду, то после этого процесса всю поверхность каркаса укрываем обязательно полиэтиленовой пленкой. Переходить к другим работам, можно в том случае, когда бетон набрал уже не менее 70% прочности. При температуре воздуха + 20 С для этого потребуется 7-10 дней. В том случае если температура +10 С и ниже, то следует выждать как минимум 20 дней.
Если ночная и дневная температуры имеют большой перепад, то лучше и правильней всего сориентироваться по среднесуточной температуре.
Теплоизоляция монолитной конструкции
Процесс теплоизоляции выполняется для того, чтобы защитить ее от внешних атмосферных влияний и холода, что позволит сэкономить на обогреве здания. Теплоизоляция фундаментного каркаса повышает температуру под основанием, что позволяет снизить пучение почвы под ней.
Чтобы определить вес бетона , необходимо знать его плотность (единица измерения - кг/м³), ведь именно она является основным показателем веса в бетонном растворе. Поэтому чем выше плотность бетонного раствора , тем больше и вес самого бетона. Эти два показателя пропорционально зависят от типа наполнителя.
Разделение бетона по удельному весу.
Классификация бетона включает 4 группы с диапазоном веса 1 м 3 смеси:
1. Особо легкие - до 500 кг.
Также их называют ячеистые бетоны, в составе у них отсутствуют крупные наполнители. Состоит такой раствор из песка и бетона, туда же добавляется пенообразователь. Внутри раствора происходит образование воздушных пор (объем которых составляет 85%). Легкие бетоны обладают очень низким удельным весом: менее 500 кг. Наиболее часто эта группа применяется при производстве блоков и плит, которые в конструкциях выполняют функции утеплителей. Онлайн расчет состава цементного раствора.
2. Легкие - 500-1800 кг.
Для этого вида бетона в качестве наполнителей применяются различные пористые материалы: вспененный перлит, керамзит, отходы разных производств, вермикулит. снижается за счет пористости материала, поэтому его называют легким.
Вес 1 м 3 у этого вида колеблется от 500 до 1800 кг. Песок используется не во всех видах легких бетонов, но если он должен быть в наличии по рецетуре, тогда в 1 м 3 его масса составляет около 600 кг. Растворы из легкого бетона используются при заливке ограждений, стяжек, блочных изделий.
3. Тяжелые - 1800—2500 кг.
Эта группа бетонных растворов содержит в составе тяжелые и крупные наполнители (крупнозернистый песок, гравий, щебень). Вес 1 м 3 составляет от 1800 до 2500 кг. По рецептуре тяжелых бетонов видно, что именно наполнители занимают основной объем смеси.
Стандартная рецептура состоит из: щебень или гравий - 1200—1300 кг, песок - 600-700 кг, цемент - 250-450 кг, объем воды - 150- 200 л.
Данный вид бетонов считается классическим (традиционным), их широко применяют при различных строительных работах, например, заливают стяжки, несущие конструкции, ограждения.
4. Особо тяжелые - 2500—3000 кг.
Этот вид бетонов не применяют при возведении частных домостроений, чаще всего их используют в атомных реакторах как защитное сооружение. Масса 1 м 3 в таком бетоне составляет от 2500 до 3000 кг. Основной объем у них занимают крупные заполнители.
Разделение бетона по марке.
Существует несколько марок тяжелых бетонов (они считаются классическими), рецептура каждой марки предусматривает разное соотношение компонентов. В какой-то содержится больше наполнителей, а в какой-то меньше. Поэтому вес бетона будет различаться, хотя отличия и незначительные, но все же они есть.
При этом с весом бетонного раствора никак не связана его прочность, она зависит от марки самого цемента .
Изменение рецептуры бетонного раствора.
Чтобы изменить рецептуру раствора, необходимо увеличить количество вносимого цемента и уменьшить объем вносимых наполнителей. Рецептура раствора в этом случае может быть следующей:
Щебень - 1080 кг;
Песок - 795 кг;
Вода - 175 л;
Цемент М300 - 350 кг.
Благодаря большому снижению объема щебня уменьшится вес бетона, а плотность увеличится. Не существует стандартных рецептов, позволяющих менять марку цемента более низкой или более высокой. В домашних условиях очень тяжело подгонять меняющуюся рецептуру под новую. Намного проще это сделать в заводских условиях, где специальные лаборатории занимаются этим. Поэтому рекомендуется пользоваться классическими рецептурами, в которых используются требуемые компоненты.
Готовые цементные смеси.
Принимая во внимание сложность изготовления раствора по точным пропорциям, производителями сухих смесей на основе цемента сейчас предлагаются уже готовые цементные смеси. В них под определенную прочность бетона подогнаны все компоненты. Использование таких смесей значительно упрощает процесс изготовления бетонного раствора и гарантирует его наиболее качественные характеристики.
