Формулы для химических расчётов

 

1 а.е.м. – одна атомная единица массы (1 Дальтон - Да)

1 а.е.м. = ¹/₁₂ m(¹²C) = M(¹²C) / 12N_A

 

1 а.е.м. = ¹/₁₂∙ (12 г/моль / 6,02∙10²³ моль^-1) = 1,6611 10^-24 г (1,6611 10^-27 кг)

 

V_m (газа) = 22,4 л/моль (н.у.: 0^оС,101325 Па) (молярный объём газа)

 

N_A = 6,02∙10²³ моль ^-1 (постоянная Авогадро)

 

n(X) или ν(X) – количество вещества

 

n(X) = m(X) / M(X) → m(X) = n(X)∙M(X); M(X) = m(X) / n(X)

 

n(газа) = V(газа) / V_m → N(газа) = n(газа)∙N_A

 

n(X) = N(X) / N_A → N(X) = n(X) N_A

 

m_a(Э) = 1 а.е.м.∙A_r(Э); m_a(Э) = M(Э) / N_A; m_a(Э) = m(Э) / N(Э);

m_a(Э) – масса атома элемента (в граммах)

 

m_м(Х) = 1 а.е.м.∙М_r(Х); m_м(Х) = M(Х) / N_A; m_м(Х) = m(X) / N(X);

m_м(X) – масса молекулы вещества (в граммах)

 

ρ(Х) = m(X) / V(X); m(X) = ρ(Х)∙V(X);

m(раствора X) = ρ(раствора Х)∙V(раствора X);

 

ρ(газа) = m(газа) / V(газа); m(газа) = ρ(газа)∙V(газа);

ρ(газа) = М(газа) / V_m;

 

D(газа / Н₂) = M_r(газа) / M_r(Н₂)

M_r(газа) = D(газа / Н₂)∙M_r(Н₂)

D(газа / Н₂) = M(газа) / M(Н₂)

M(газа) = D(газа / Н₂)∙M(Н₂)

D(газа / Н₂) – относительная плотность газа по водороду

 

D(газа / воздух) = M_r(газа) / M_r(воздуха)

M_r(газа) = D(газа / воздух)∙M_r(воздуха)

D(газа / воздух) = M(газа) / M(воздуха)

M(газа) = D(газа / Н₂)∙M(воздуха)

D(газа / воздух) – относительная плотность газа по воздуху

M_r(воздуха) =29; M(воздуха) = 29 г/моль;

 

W(Х) или ω(Х) – массовая доля компонента Х в системе (смеси, растворе)

ω(Э в соединении) = (n(Э)∙A_r(Э)) / (M_r(вещества))

n(Э)∙= (M_r(вещества)∙ ω(Э в соединении)) / A_r(Э)

(M_r(вещества) = (n(Э)∙A_r(Э)) / ω(Э в соединении)

ω(Э в соединении) = (n(Э)∙М(Э)) / (М(вещества))

 

ω%(Э в соединении) = ((n(Э)∙A_r(Э)) / (M_r(вещества)))∙100%

ω%(Э в соединении) = ((n(Э)∙М(Э)) / (M(вещества)))∙100%

 

ω%(Х в смеси) = (m(X) / m(смеси))∙100%

ω(Х в смеси) = (m(X) / m(смеси))

 

ω%(Х) = (m(X) / m(раствора X))∙100%

ω(Х) = (m(X) / m(раствора X))

m(X) = m(раствора X)∙ω(Х)

m(раствора X)∙= m(X) / ω(Х)

ω(Х) = (n(X)∙M(X) / m(раствораX))

n(X)∙= m(раствора X)∙ω(Х) / M(X)

m(раствора X)∙= (n(X)∙M(X) / ω(Х)

M(X) = m(раствора X)∙ω(Х) / n(X)∙

ω(Х) = (n(X)∙M(X)) / (V(раствораX)∙ρ(раствораX))

n(X)∙= (V(раствораX)∙ρ(раствораX)∙ω(Х)) / M(X)

ρ(раствораX) = (n(X)∙M(X)) / (V(раствораX)∙ω(X))

 

φ – объемная доля газа в смеси

φ(газа) = V(газа) / V(смеси газов)

φ%(газа) = V(газа) / V(смеси газов) 100%

φ(газа) = n(газа)∙V(газа) / V(смеси газов)

φ(газа) = n(газа) / n(смеси газов)

 

с(Х) – молярная концентрация вещества

с(Х) = n(Х) / (V(раствораX)∙(моль/л)

n(Х) = с(Х) (V(раствораX)∙

V(раствораX)∙= с(Х) / n(Х)

с(Х) = m(Х) / (V(раствораX)∙M(X) (моль/л)

m(Х) = с(Х) (V(раствораX)∙M(X)

 

S^t(X) – растворимость вещества Х при данной температуре с образованием насыщенного раствора

Растворимость (S^t) (коэффициент растворимости k_s^t) показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 100 г воды (в 1 л воды) при данной температуре с образованием насыщенного раствора вещества.

S^t(вещества) = (m(вещества) / m(воды)) ∙ 100 (в г/100 г Н₂О)

S^t(вещества) = (m(вещества) / m(воды)) ∙ 1000 (в г/л)

S^t(вещества) = m(вещества) / V(воды в мл) ∙ 1000 (в г/л)

S^t(вещества) = m(вещества) / V(воды в л) (в г/л)

В некоторой справочной литературе растворимость вещества выражается в массовых доля (%) в насыщенном растворе при данной температуре: ω%^t(вещества).

S⁰(KCl) = 280 г/л (S⁰(KCl) = 28 г/100 г Н₂О); S¹⁰(KCl) = 312 г/л; S²⁰(KCl) = 344 г/л;

S²⁵(KCl) = 360 г/л; S³⁰(KCl) = 374 г/л; S⁸⁰(KCl) = 511 г/л;

S¹⁰⁰(KCl) = 560 г/л.

S⁰(Ca(NО₃)₂) = 1020 г/л; S²⁰(Ca(NO₃)₂) = 1288 г/л; S¹⁰⁰(Ca(NO₃)₂) = 3630 г/л.

Кривые растворимости (см. школьный учебник и задачник 8 класс, пособия по химии).

 

η%(Х) – выход продукта в процентах от теоретического

η%(Х) = (m(X)_практ. / m(X)_{теорет.}) 100%

η%(Х) = (V(X)_практ. / V(X)_{теорет.}) 100%

η%(Х) = (n(X)_практ. / n(X)_{теорет.}) 100%

η(Х) = (m(X)_практ. / m(X)_{теорет.})

η(Х) = (V(X)_практ. / V(X)_{теорет.})

η(Х) = (n(X)_практ. / n(X)_{теорет.})

η%(Х) = (n(X)_практ.∙М(Х) / m(X)_{теорет.}) 100%

η%(Х) = (m(X)_практ. / n(X)_{теорет.}∙M(X)) 100%

 

n(X) = Q / Q^o_{образования}(Х)

Q = n(X) Q^o_{образования}(Х)

Q^o_{образования}(Х) = Q / n(X)

n(X) = Q / Q^o_{сгорания}(Х)

Q = n(X) Q^o_{сгорания}(Х)

Q^o_{сгорания}(Х) = Q / n(X)

 

рV = nRT (уравнение Менделеева-Клапейрона)

n = рV / RT

рV = mRT / M

рМ = mRT / V → ρ = m / V

рМ = ρRT

M = mRT / рV

р – давление (Па)

V – объем (м³)

n(X) или ν(X) – количество вещества (моль)

M – молярная масса вещества (10^-3 кг/моль)

R – универсальная газовая постоянная (Дж/ моль∙К)

T – температура (К, T =273 + t^oC)