Установлення хімічних формул речовин — одне з перших завдань, що постали перед хіміками після того, як у хімічних дослідженнях почали застосовувати вимірювання. Знаючи масові частки елементів у сполуці (як молекулярної, так і немолекулярної будови), можна визначити її відносну молекулярну (формульну) масу, а отже, її хімічну формулу.
Зверни увагу!
Під час розв’язування задач, у яких масові частки подано у відсотках, зручніше одразу перевести їх у частки від одиниці діленням на \(100\) %.
Установлюємо хімічні формули бінарних сполук, якщо невідома відносна молекулярна (формульна) маса.
Алгоритм доцільно застосовувати, якщо за умовою задачі відомо:
- що речовина є бінарною;
- якими хімічними елементами утворена речовина;
- масова частка одного з елементів.
Перетворюємо математичну формулу масової частки так, щоб обчислити відносну молекулярну масу:
Якщо нам відомо про хімічний елемент у складі сполуки, то ми знаємо його відносну атомну масу (). З умови також відома його масова частка (). Але у формулі є невідома величина — число атомів (йонів) цього елемента. Ми знаємо, що зазвичай число атомів (йонів) у молекулі (формульній одиниці) є невеликим цілим числом. Тому ми можемо припустити, що = \(1\) або \(2\), \(3\) тощо.
Приклад 1.
Визначте хімічну формулу сполуки Феруму з Хлором, у якій масова частка Феруму становить \(44,1\) %.
Аналізуємо умову: нам відомо, що сполука складається з йонів Феруму та Хлору. Відома також масова частка Феруму, яку одразу переводимо в частки від одиниці.
() = \(44,1\) % = \(0,441\).
Записуємо умовну хімічну формулу сполуки:
Використовуємо формулу для обчислення відносної формульної маси речовини за відомою масовою часткою хімічного елемента. Припускаємо, що = \(1\). Підставляємо у формулу відомі величини, з урахуванням, що () = \(56\):
;
.
Аналізуємо результати обчислень і складаємо хімічну формулу сполуки. Оскільки ми припустили, що у формулі один йон Феруму, то йони Хлору мають масу \(127\) – \(56\) = \(71\). Це відповідає двом йонам Хлору (() = \(35,5\)).
Хімічна формула сполуки — .
Приклад 2.
Визначте хімічну формулу сполуки Калію з Оксигеном, у якій масова частка Калію становить \(83\) %. Назвіть цю речовину за систематичною номенклатурою
Аналізуємо умову: нам відомо, що сполука складається з Калію та Оксигену. Відома також масова частка Калію, яку одразу переводимо в частки від одиниці.
() = \(83\) % = \(0,83\).
Необхідно визначити хімічну формулу сполуки Калію з Оксигеном:
Використовуємо формулу для обчислення відносної формульної маси речовини за відомою масовою часткою хімічного елемента. Припускаємо, що = \(1\). Підставляємо у формулу відомі величини, з урахуванням, що () = \(39\):
;
.
Аналізуємо результати обчислень і складаємо хімічну формулу сполуки. Оскільки ми припустили, що у формулі один йон Калію, то йони Оксигену мають масу \(47\) – \(39\) = \(8\). Це відповідає половині йона Оксигену, що не можливо.
Повторюємо обчислення, але з пррипущенням, що = \(2\):
Повторно аналізуємо результати обчислень і визначаємо хімічну формулу сполуки. Цього разу ми припустили, що у формулі два йони Калію, тоді йони Оксигену мають масу \(94\) – \(2\) · \(39\) = \(16\). Це відповідає одному йону Оксигену. Отже, назва сполуки — калій оксид, а його хімічна формула — .
Джерела:
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Григорович О., Недоруб О. — Київ, Харків: Ранок, 2025. с. 38-43.
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Ярошенко О., Коршевнюк Т. — Київ: Оріон, 2025. с. 25-29.
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Мідак Л., Кузишин О., Пахомов Ю., Буждиган Х. — Тернопіль: Астон, 2025. с. 53-58.
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Лашевська Г. — Київ: Літера ЛТД, 2025. с. 11.