补上跳过的计算

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其实今天还有内容要更,问为什么呢,就是之前两天为了流畅度和进度跳过了一些东西,在考虑过后,决定把这些跳过的东西全部写在一起,分两篇再发出来。

今天要补上的东西是计算相关的内容,在之前已经写过最基础的计算,其实就是通过加乘运算得到化合物的分子量和在每个分子中每种元素的质量占比,在这的基础上,我们就可以进行更多的运算了。

在之前的一篇里面已经写过了如何计算每种分子的相对分子质量,也和大家聊过了怎么配平方程式,利用这两个知识,我们可以计算一些反应产物的质量,下面以实验室制取氧气的方程式作为例子来仔细聊一聊:

2KMnO4△K2MnO2+MnO2+O2↑

这是已经配平的方程式,如果现在我们以克高锰酸钾起手,要想得到产生多少氧气,我们首先要计算高锰酸钾的相对分子质量,,得到克高锰酸钾是两份,而氧气是一份,氧气的相对分子质量是32,一份氧气的质量就是32克,所以我们得到克高锰酸钾在加热条件下完全反应可以产生32克氧气;我们来总结一下思路,首先要根据反应物的质量和反应物的相对分子质量来计算反应物是几份,根据方程式配平系数观察所要计算的生成物是几份,根据生成物的相对分子质量计算出生成物的总质量。

这样的计算方法,不仅适用于有反应物计算生成物,也适用于知道生成物计算反应物,总之,只需要知道配平方程式中任何一种物质的质量,就可以根据相对分子质量计算出所有参与反应和反应产生的物质的质量,感兴趣的可以利用前面两篇里给出的未配平的方程式自己练习,从配平方程式开始,自己出一个数字计算出所有物质的质量。

这里想要多提一嘴,关于空气密度的计算,中学阶段我们采用的是以29作为空气的相对质量,这个数字是怎么得到的呢,根据科学家的实验,之前提到过空气的组成成分主要是78%的氮气,21%的氧气,剩下1%分别主要是二氧化碳,稀有气体(以前也叫惰性气体)和固体颗粒物,我们只计算氮气和氧气的加权平均数,就是氮气的相对分子量的加权平均数加上氧气的相对分子量加权平均数加在一起就可以得到一个29左右的数字,四舍五入我们一般采用29作为空气的相对质量,用来比对每种气体在空气中是上升还是下沉,也用来判断某些气体制备后采用什么样的方法进行收集。

接下来还有一个简单的计算叫做溶解度的计算,溶解度的定义昨天已经给出过,今天只聊如何计算。Eg:现在20℃下有36gNaCl溶解于g水中并达到饱和,不考虑水中杂质,求解氯化钠在该温度下的溶质质量分数。解:氯化钠溶解于水中形成稳定溶液,所以溶液总质量=溶质质量+溶液质量=氯化钠质量+水质量=36g+g=g,溶质质量分数=溶质质量/溶液质量=36g/g*%=26.47%答:该溶液中溶质的质量分数为26.47%。

这只是计算溶质质量分数的方法,根据这种方法,我们可以计算稀释或是浓缩溶液需要改变的物质,比如加入溶质、蒸发溶液使溶液变浓,加入溶剂使溶液变稀,用到的都是上面这种计算方法,但是计算时需要注意的是,如果只改变溶剂,则溶质质量永远不改变,若是只改变溶质,则溶剂质量不改变,若二者都有改变,则采取使其中一种物质不变,先改变一种物质算出一个中间结果,再用中间结果计算当另一种物质改变时溶液的状态,这样的方法会使得步骤更加清晰。需要注意的是,在稀释过程和通过蒸发溶剂来改变溶液状态的方法溶质质量不改变;当溶液已经饱和时,再加入溶质或是再蒸发溶剂并使溶液恢复到初始温度溶液状态依然不变,溶液依然保持饱和状态,并未溶入更多溶质;当某一种溶液对于某种溶质为饱和状态时,并不代表对其他物质为饱和状态,比如饱和食盐水并不能溶入更多食盐,但是可以再溶入白砂糖。

其实在金属反应和pH板块也有计算内容,但是由于化学知识量还很有限,数学知识也很有限,无法进行计算,有机会以后再聊。

这次密集更新的化学知识将会在明天迎来最后一次,也是化学最吸引人的地方之“实验”。

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