Коэффициенты пересчета, присущие химическим формулам

Большинство химических формул содержат индексы, которые являются числами. Хотя за этими числами не следуют единицы, указанные в формуле, на самом деле это количества с единицами измерения. Таким образом, химическим формулам присуща необходимость использования коэффициентов преобразования, которые представляют собой дроби, которые преобразуют одну единицу в другую при умножении на результат измерения. Процесс использования коэффициентов пересчета известен как анализ размеров, и он жизненно важен для изучения химических формул и уравнений.

Моль - это единица измерения количества. Если в химической формуле в качестве нижнего индекса появляется целое число, оно представляет количество молей элемента, непосредственно предшествующего нижнему индексу в формуле. Если нижний индекс следует за набором круглых скобок, он представляет количество молей группы атомов в скобках. Моль полезен, потому что он помогает вам понять относительное количество каждого элемента в соединении, и эти количества указаны в формуле в нижних индексах. Например, формула для воды - H2O, где два - это нижний индекс водорода. После кислорода нет нижнего индекса, это то же самое, что и нижний индекс единицы. Следовательно, один моль соединения H2O содержит два моля водорода и один моль кислорода, и коэффициенты преобразования: (2 моль водорода / 1 моль H2O) и (1 моль кислорода / 1 моль H2O), соответственно.

Единица моль полезна не только потому, что она разбивает формулу на ее химические компоненты, но и потому, что она связана с числом атомов и молекул. Один моль составляет 6,02 * 10 ^ 23 атомов или молекул, поэтому коэффициент преобразования составляет (6,02 * 10 ^ 23 атомов или молекул / 1 моль). Например, один моль углерода равен 6,02 * 10 ^ 23 атомов углерода, а один моль диоксида углерода равен 6,02 * 10 ^ 23 молекул диоксида углерода. Поскольку формула углекислого газа - CO2, один моль углерода и два моля кислорода могут быть найдены в одном моль углекислого газа. Таким образом, в одном моль углекислого газа содержится 6,02 * 10 ^ 23 атомов углерода и 12,04 * 10 ^ 23 атомов кислорода.

Хотя важно понимать моли, а также количество атомов и молекул, более практичной единицей для экспериментов является грамм, то есть единица массы. Вы не можете измерить моль вещества в лаборатории, но вы можете измерить его массу в граммах на весах. Коэффициент перевода молей в граммы взят из периодической таблицы. Атомная масса, которая обычно указывается под атомным символом и атомным номером, представляет собой количество граммов на моль этого элемента. Например, атомная масса германия 72,61 г / моль. Следовательно, коэффициент пересчета составляет (72,61 г Ge / 1 моль Ge). Коэффициент преобразования для каждого элемента аналогичен; просто замените атомную массу германия на атомную массу изучаемого элемента.

Иногда индексы в химических формулах представляют собой не целые числа, а десятичные дроби. Это проценты, и часто приходится переводить проценты в моли. Например, если у вас есть соединение, компоненты которого указаны в процентах, например C0.2H0.6O0.2, то 20 процентов молей соединения составляют углерод, 60 процентов - водород и 20 процентов - кислород. Чтобы преобразовать в моль, найдите коэффициент, умноженный на наименьший процент, чтобы получить произведение 100 процентов. В этом случае наименьший процент составляет 20 процентов, поэтому это число равно 5. Затем умножьте каждый процент на это число, чтобы получить в нашем случае формулу CH3O, поскольку 20% * 5 = 100% = 1, а 60% * 5 = 300% = 3.