чему равна относительная масса кислорода атомная

Молярная масса кислорода

Молярная масса кислорода

Единицей измерения молярной массы является г/моль или кг/кмоль. Молярная масса вещества в граммах численно равна его молекулярной (атомной) массе, выраженной в атомных единицах массы:

Относительная атомная масса атомарного кислорода равна 15,99903 а.е.м. Его относительная молекулярная масса будет равна 15,99903, а молярная масса:

M(O) = Mr (O) × 1 моль = 15,99903 г/моль.

Известно, что молекула кислорода двухатомна – O2, тогда, относительная атомная масса молекулы кислорода будет равна:

Относительная молекулярная масса молекулы кислорода будет равна 31,99806, а молярная масса:

M(O2) = Mr (O2) × 1 моль = 31,99806 г/моль или просто 32 г/моль.

Кислород представляет собой газ без цвета и запаха (схема строения атома представлена на рис. 1), плохо растворимый в воде с очень низкими значениями температур плавления(-218,9 o C) и кипения (-183 o C).

pic2891

Рис. 1. Строение атома кислорода.

Известно, что в природе кислород может находиться в виде трех изотопов 16 O (99,76%), 17 O (0,04%) и 18 O (0,2%). Эти изотопы характеризуются различным содержанием нейтронов в ядре атома, а значит и молярной массой. В первом случае она будет равна 16 г/моль, во втором – 17 г/моль, а в третьем – 18 г/моль.

Молярную массу газа можно рассчитать, как произведение его плотности по отношению к любому другому газу на молекулярную массу последнего. Под плотностью понимают отношение массу определенного объема данного газа к массе такого же объема другого газа (при одинаковых температуре и давлении), молекулярная масса которого известна.

Молекулярную массу вещества в газообразном состоянии также можно рассчитать, зная его молярный объем: найти объем (н.у.), занимаемый определенной массой данного вещества, а затем вычислить массу 22,4 л этого вещества при этих же условиях.

Кроме этих способов, чтобы определить молярную массу газа, возможно использование уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона), однако это метод является наименее точным из всех перечисленных.

Примеры решения задач

Задание Рассчитайте массу кислорода, который будет получен при разложении оксида ртути (II) массой 65,1 г.
Решение Запишем уравнение химической реакции разложения оксида ртути (II):

Найдем количество вещества оксида ртути (II), вступившего в реакцию (молярная масса равна 217 г/моль):

n(HgO) = 65,1 / 217 = 0,3моль.

Согласно уравнению реакции n(HgO) : n(O2) = 1:1, т.е. n(HgO) = n(O2) = 0,3 моль. Рассчитаем массу выделившегося кислорода (молярная масса равна 32 г/моль):

Ответ Масса кислорода равна 9,6 г
Задание В каком случае будет получено больше кислорода: при разложении 5 г хлората калия или при разложении 5 г перманганата калия?
Решение Запишем уравнения реакций разложения хлората калия и перманганата калия:

Найдем количество вещества хлората калия (молярная масса равна – 122,55 г/моль):

n(KClO3) = 5 / 122,55= 0,04 моль.

Согласно уравнению реакции (1)

Рассчитаем массу выделившегося кислорода (молярная масса равна 32 г/моль):

m(O2) = 0,06 × 32 = 1,92 г.

Найдем количество вещества перманганата калия (молярная масса равна – 158,03 г/моль):

n(KMnO4) = 5 / 158,03= 0,03моль.

Согласно уравнению реакции (2)

Рассчитаем массу выделившегося кислорода (молярная масса равна 32 г/моль):

m(O2) = 0,015 × 32 = 0,48 г.

Ответ Масса кислорода, выделяющегося при разложении 5 г хлората калия больше (1,92 г), чем при разложении аналогичного количества перманганата калия (0,48 г).

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Источник

Кислород и его характеристики

Общая характеристика кислорода

Кислород – самый распространенный элемент земной коры. В свободном состоянии он находится в атмосферном воздухе, в связанном виде входит в состав воды, минералов, горных пород и всех веществ, из которых построены организмы растений и животных. Массовая доля кислорода в земной коре составляет около 47%.

В виде простого вещества кислород представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха. Он немного тяжелее воздуха: масса 1 л кислорода при нормальных условиях равна 1,43 г, а 1 л воздуха 1,293г. Кислород растворяется в воде, хотя и в небольших количествах: 100 объемов воды при 0 o С растворяют 4,9, а при 20 o С – 3,1 объема кислорода.

Атомная и молекулярная масса кислорода

Относительная атомная масса атомарного кислорода равна 15,999 а.е.м.

Это безразмерная величина.Известно, что молекула кислорода двухатомна – О2. Относительная молекулярная масса молекулы кислорода будет равна:

Аллотропия и аллотропные модификации кислорода

Кислород может существовать в виде двух аллотропных модификаций – кислорода О2 и озона О3 (физические свойства кислорода описаны выше).

При обычных условиях озон – газ. От кислорода его можно отделить сильным охлаждением; озон конденсируется в синюю жидкость, кипящую при (-111,9 o С).

Растворимость озона в воде значительно больше, чем кислорода: 100 объемов воды при 0 o С растворяют 49 объемов озона.

Образование озона из кислорода можно выразить уравнением:

Изотопы кислорода

Известно, что в природе кислород может находиться в виде трех изотопов 16 O (99,76%), 17 O (0,04%) и 18 O (0,2%). Их массовые числа равны 16, 17 и 18 соответственно. Ядро атома изотопа кислорода 16 O содержит восемь протонов и восемь нейтронов, а изотопов 17 O и 18 O– такое же количество протонов,девять и десять нейтронов соответственно.

Существует двенадцать радиоактивных изотопов кислорода с массовыми числами от 12-ти до 24-х, из которых наиболее стабильным является изотоп 15 О с периодом полураспада равным 120 с.

Ионы кислорода

На внешнем энергетическом уровне атома кислорода имеется шесть электронов, которые являются валентными:

Схема строения атома кислорода представлена ниже:

pic3326

В результате химического взаимодействия кислород может терять свои валентные электроны, т.е. являться их донором, и превращаться в положительно заряженные ионы или принимать электроны другого атома, т.е. являться их акцептором, и превращаться в отрицательно заряженные ионы:

Молекула и атом кислорода

Молекула кислорода состоит из двух атомов – О2. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кислорода:

Энергия ионизации атома, эВ

Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25 o С, кДж/моль

Примеры решения задач

Какое количество теплоты выделится, если в газовой горелке сгорит 112 л (н.у.) метана?

Решение Найдем теоретический объем метана (рассчитанный по термохимическому уравнению реакции):

V(CH4) = 1 × 22,4 = 22,4 л.

Пусть в ходе реакции выделится х кДж теплоты. Составим пропорцию:

Отсюда х будет равен:

х = 882 × 112 / 22,4 = 4410.

Значит в ходе реакции горения метана выделяется 4410 кДж теплоты.

Ответ Выделяется 4410 кДж теплоты
Задание При сжигании 1 л (н.у.) метана выделилось 39 кДж теплоты. Определите тепловой эффект реакции и составьте термохимическое уравнение реакции:
Решение Найдем теоретический объем метана (рассчитанный по термохимическому уравнению реакции):

V(CH4) = 1 × 22,4 = 22,4 л.

Пусть в ходе реакции выделится х кДж теплоты. Составим пропорцию:

Отсюда х будет равен:

х = 39 × 22,4 / 1 = 874.

Значит в ходе реакции горения метана выделяется 874 кДж теплоты. Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

Источник

Урок 2. Относительная атомная масса химических элементов

В уроке 2 «Относительная атомная масса химических элементов» из курса «Химия для чайников» рассмотрим разные способы выражения массы химических элементов. Напоминаю, что в прошлом уроке «Атомы и химические элементы» мы рассмотрели, кто и когда высказал идею о том, что все вокруг состоит из атомов; также выяснили, что из себя представляет химический элемент и каким образом обозначается.

img 59edff132e47b

Чем различаются атомы разных элементов между собой? Вы уже знаете: массой, размерами и строением. На рисунке 30 показаны шаровые модели атомов некоторых химических элементов, конечно, не в реальных размерах, а многократно увеличенные. В действительности атомы настолько малы, что их невозможно рассмотреть даже в самые лучшие оптические микроскопы.

1458313951 3

На заметку: В конце XX в. у ученых появились более совершенные микроскопы, позволяющие достигать увеличения в несколько десятков миллионов раз. Они называются туннельными микроскопами. На рисунке 31 показана фотография поверхности кремния. На ней отчетливо видны отдельные атомы, расположенные на поверхности этого вещества.

1458313990 4

Размеры и масса атомов

Современная наука обладает методами, позволяющими определять размеры и массы атомов. Так, например, самый легкий атом — атом водорода. Его масса равна 0,0000000000000000000000000016735 кг. Самым маленьким является атом гелия He. Диаметр этого атома равен приблизительно 0,00000000098 м. Записывать и читать такие числа затруднительно, поэтому обычно их представляют в более удобном виде: 1,6735·10 −27 кг и 9,8·10 −10 м. Атомы большинства химических элементов по своим размерам значительно больше атома гелия. Самый большой из них — атом элемента франция Fr. Его диаметр в 7 раз больше диаметра атома гелия (рис. 32).

Еще больше различаются атомы разных элементов по массе. Масса атома обозначается символом ma и выражается в единицах массы СИ (кг). Так, например, масса атома углерода равна: ma(С) = 19,94·10 −27 кг, а атома кислорода — ma(О) = 26,56·10 −27 кг. Масса атома самого тяжелого из существующих на Земле элементов — урана U — почти в 237 раз больше массы атома водорода.

Атомная единица массы

Пользоваться такими маленькими величинами масс атомов при расчетах неудобно. К тому же, когда в XIX в. начало формироваться атомно- молекулярное учение, ученые еще не представляли реальных размеров и масс атомов. Поэтому на практике вместо истинных масс атомов стали применять их относительные значения. Они рассчитывались по массовым отношениям простых веществ в реакциях друг с другом. Химики предположили, что эти отношения пропорциональны массам соответствующих атомов. Именно так в начале XIX в. Дж. Дальтон ввел понятие относительной атомной массы, приняв за единицу сравнения массу самого легкого атома — водорода.

1458313940 5

В настоящее время в качестве такой единицы сравнения используется 1/12 часть массы атома углерода (рис. 33). Она получила название атомной единицы массы (а. е. м.). Ее международное обозначение — u (от английского слова «unit» — единица):
1458313987 6

Атомная единица массы — это 1/12 часть массы атома углерода, которая равна 1,66·10 −27 кг.

Относительная атомная масса

Сравнивая средние массы атомов различных элементов с атомной единицей массы, получают значения относительных атомных масс химических элементов.

Относительная атомная масса элемента — это физическая величина, которая показывает, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше 1/12 части массы атома углерода.

Относительная атомная масса обозначается символами Ar ( А — первая буква английского слова «atomic» —атомный, r — первая буква английского слова «relative», что значит относительный), следовательно:

1458313980 7

где Х — символ данного элемента.

Например, относительная атомная масса водорода:

1458313981 8

1458314122 9

В таблице Менделеева приведены относительные атомные массы всех элементов. В расчетах при решении задач мы будем пользоваться округленными до целых значениями этих величин (см. урок 1).

Внимание! Очень часто относительную атомную массу называют просто атомной массой. Однако следует отличать атомную массу — величину относительную (например, Ar(О) = 16) — от массы атома — величины, выражаемой в единицах массы — килограммах ( ma(O) = 26,56·10 −27 кг) или атомных единицах массы ( ma(O) = 16· u ).

Пример. Во сколько раз атом ртути тяжелее атома кальция?

Решение. Относительные атомные массы элементов равны: Ar(Hg) = 201 и Ar(Ca) = 40.

Масса атома ртути равна: ma(Hg) = Ar(Hg)·u (кг).
Масса атома кальция равна: ma(Са) = Ar(Са)·u (кг).

1458314008 10

Другими словами, отношение масс атомов этих элементов равно отношению их относительных атомных масс. Следовательно, отношение масс атомов ртути и кальция равно:

1458314023 11

Ответ: в 5,03 раза.

Краткие выводы урока:

Надеюсь урок 2 «Относительная атомная масса химических элементов» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Чему равна относительная масса кислорода атомная

Ключевые слова конспекта: атомная единица массы, относительная атомная масса химических элементов, относительная молекулярная масса.

Атомная единица массы — это 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.

Обратите внимание! На Земле встречаются три разновидности атомов углерода, различающиеся только массой. Такие разновидности атомов одного и того же элемента называют изотопами. В данном случае речь идёт о разновидности, масса атомов которой в атомных единицах массы равна 12.

2018 07 16 21 44 26

Разделив массу атома какого-либо химического элемента на 1/12 массы атома углерода, получают величину, которую называют относительной атомной массой и обозначают Аr (А — от слова «атом», r — от латинского слова relativus — относительный).

Например, относительную атомную массу водорода и кислорода вычисляют следующим образом:

2018 07 16 21 39 53

Относительная атомная масса элемента (Аr) показывает, во сколько раз масса его атома больше 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а. е. м.

2018 07 16 21 44 47

Так как первую таблицу относительных атомных масс ряда элементов составил английский учёный Джон Дальтон в 1803 г, то в память о его трудах химики иногда называют атомную единицу массы дальтоном (сокращённо Da). Значение относительной атомной массы каждого химического элемента приведено в периодической таблице Д. И. Менделеева. На практике эти значения обычно округляют до целых чисел.

2018 07 16 21 53 41

Относительная молекулярная масса

Массу молекул, так же как массу атомов, принято выражать в атомных единицах массы. Разделив массу молекулы какого-либо вещества на 1/12 массы атома углерода, получают величину, которую называют относительной молекулярной массой вещества.

Относительная молекулярная масса вещества показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.

Относительная молекулярная масса Мr — безразмерная величина. Она складывается из относительных атомных масс элементов, составляющих молекулу, например:

2018 07 18 9 24 06

Конец конспекта «Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса».

Источник

Относительная атомная масса

Относительная атомная масса – это масса атома, выраженная в атомных единицах массы (а. е. м.). Относительную атомную массу принято абозначать как Ar. Большинство природных химических элементов представляют собой смесь изотопов, поэтому за относительную атомную массу элемента принимают среднее значение относительной атомной массы природной смеси его изотопов с учетом их содержания в земных условиях. Именно эти значения и приведены в Периодической системе. Например, кислород имеет три изотопа 16 О, 17 О и 18 О, их атомные массы и содержание в природной смеси приведены в таблице 1.

Таблица 1: Изотопный состав кислорода в природной смеси

Изотоп Содержание в природной смеси, атомн., % ni Атомная масса изотопа (а.е.м), Ar,i
16 О 99,759 15,995
17 О 0,037 16,999
18 О 0,204 17,999

Среднее значение атомной массы с учетом вклада каждого изотопа вычисляется по следующей формуле:

Ar = Σ Ar,i × ni, где Ar,i – атомные массы соответствующих изотопов, ni – содержание их в природной смеси (в мольных долях).

Подставляя в эту формулу соответствующие значения из таблицы 1 для атомной массы кислорода, получаем:

Ar = 15,995×0,99759+ 16,999×0,00037 + 17,999×0,0024 = 15,999 а.е.м.

Обратите внимание, что атомная масса и массовое число – совершенно различные понятия: первое – масса атома в а.е.м., а второе – число нуклонов в ядре. Атомная масса – дробная величина (имеет целое значение только для изотопа 12 С), в отличие от массового числа, которое всегда является целым.

Численно эти величины очень близки. Например, для водорода атомная масса равна 1,0078, а массовое число равно 1, для гелия атомная масса равна 4,0026, а массовое число – 4.

Относительные атомные массы имеют дробные значения по следующим причинам:

При образовании любой связи всегда выделяется энергия, на что расходуется часть массы связывающихся частиц. В случае образования химических связей эта величина очень мала, поэтому изменением массы здесь пренебрегают и считают, что масса образовавшейся частицы равна сумме масс частиц, участвующих в ее образовании. При образовании же ядра, выделяется очень большая энергия, и дефект массы хорошо заметен.

Источник

admin
Делаю сам
Adblock
detector