Приложения

Определения и обозначения

Таблица растворимости — справочная таблица для определения растворимости кислот, оснований и солей в воде. В ней находят пересечение строки и столбца, соответствующих частям формулы вещества. Таблица помогает выяснить, останется ли вещество в растворе или образует осадок.

Ряд активности металлов — последовательность металлов, расположенных по способности вступать в химические реакции и вытеснять другие металлы. Чем левее стоит металл, тем он активнее. Ряд нужен, чтобы предсказывать, возможна ли реакция замещения.

Периодическая система химических элементов — таблица, в которой приведены порядковые номера, символы и относительные атомные массы элементов. По ней определяют, какой элемент обозначен данным символом, и находят необходимые числовые данные. Это позволяет правильно записывать формулы и выполнять расчёты.

Относительная атомная масса — величина, используемая для расчёта относительных молекулярных и формульных масс веществ. Её обозначают Ar и берут из периодической системы. Для подсчёта массы формулы учитывают все атомы каждого элемента, а не только его значение Ar.

Как это устроено

Приложения дают сведения, которые трудно каждый раз выводить заново: растворимость соединений, порядок активности металлов и числовые характеристики элементов. Поэтому их используют вместе с теорией и правилами составления формул. Справочные данные сами по себе не объясняют реакцию, но позволяют проверить, соответствует ли предполагаемый результат известным свойствам веществ.

Чтобы узнать растворимость, сначала запиши формулу вещества и определи, из каких ионов оно состоит. Затем найди соответствующие строку и столбец таблицы, а на пересечении прочитай обозначение: оно показывает, растворимо ли соединение или выпадает в осадок. Это нужно потому, что одинаково выглядящие формулы могут иметь разные свойства, а по одному названию вещества растворимость угадывать нельзя.

Ряд активности помогает предсказать реакцию замещения: металл, расположенный левее, активнее металла правее и может вытеснить его из раствора соли. Причина в том, что активный металл легче отдаёт электроны и переходит в ионы, а ионы менее активного металла принимают эти электроны. Однако сравнение металлов — только часть проверки: также учитывают, что реакция должна идти в растворе и приводить к образованию продуктов.

В периодической системе сначала находят элемент по названию или символу, затем считывают его порядковый номер и относительную атомную массу. Порядковый номер помогает распознать элемент и показывает заряд его ядра, а Ar используют в расчётах. Эти величины нельзя путать: номер элемента обычно целый, а относительная атомная масса может быть дробной.

Справочные данные применяют после того, как разобрались в составе вещества. Заряды ионов или валентности позволяют составить формулу, таблица растворимости — оценить растворимость продукта, а ряд активности — проверить возможность замещения. Для расчёта относительной молекулярной или формульной массы складывают атомные массы всех атомов по формуле, умножая каждую на её индекс.

Справочные материалы и их применение

Сначала определи, какой именно вопрос решаешь, и выбери подходящий справочный материал. Затем проверь, что правильно прочитал обозначение или число и использовал его для нужного вещества. Если в таблице есть условные знаки, перед работой сверься с их пояснениями.

Разбор задач

Задача 1. С помощью таблицы растворимости определить, растворимы ли в воде хлорид серебра, нитрат калия и гидроксид меди(II). Смысл решения — не делать вывод по внешнему виду названия, а проверить каждое соединение в таблице и прочитать обозначение по легенде.

1. Записываем формулы веществ: AgCl, KNO₃ и Cu(OH)₂.
2. Находим каждую формулу в таблице или устанавливаем пересечение соответствующих ионов. AgCl отмечен как нерастворимый, KNO₃ — как растворимый, Cu(OH)₂ — как нерастворимый.
3. Сверяем значения знаков с пояснением к таблице. Малорастворимое соединение, если оно встретится, не следует называть полностью растворимым.

Ответ: хлорид серебра и гидроксид меди(II) нерастворимы в воде, нитрат калия растворим.

Задача 2. Определить, произойдёт ли реакция между железом и раствором сульфата меди(II), и составить уравнение. Нужно сравнить железо и медь в ряду активности: если железо активнее, оно вытеснит медь из раствора её соли.

1. Находим оба металла в ряду: железо стоит левее меди, значит, оно активнее.
2. Предполагаем, что атомы железа переходят в раствор, а ионы меди превращаются в металл. Получаются сульфат железа(II) и медь.
3. Записываем уравнение Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Проверяем, что атомы каждого элемента и группа SO₄ сохранены по обе стороны.

Ответ: реакция происходит; Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu.

Задача 3. Составить формулу сульфата алюминия и вычислить его относительную формульную массу. Ион алюминия имеет заряд +3, а сульфат-ион SO₄ — заряд −2; итоговая формула должна быть электрически нейтральной.

1. Подбираем наименьшие количества ионов с взаимно компенсирующимися зарядами: два Al³⁺ дают +6, а три SO₄²⁻ дают −6.
2. Записываем формулу Al₂(SO₄)₃. Скобки показывают, что сульфат-группа повторяется три раза.
3. Берём из периодической системы Ar(Al) = 27, Ar(S) = 32 и Ar(O) = 16. Считаем: Mr = 2 × 27 + 3 × (32 + 4 × 16) = 54 + 288 = 342.

Ответ: формула сульфата алюминия — Al₂(SO₄)₃, относительная формульная масса — 342.

Типичные ошибки

Растворимость вещества иногда путают с его способностью реагировать с водой: если вещество растворилось, это ещё не означает, что оно вступило в химическую реакцию. Путаница возникает потому, что в обоих случаях вещество взаимодействует с водой, но растворение может происходить без превращения в новые вещества. Проверь себя: сравни состав вещества до и после процесса и выясни, образовались ли новые вещества.

Нельзя считать, что любой металл вытесняет любой другой из раствора соли: возможность реакции определяют по ряду активности. Ошибка появляется, если опираться только на то, что в формуле есть два разных металла. Перед составлением уравнения найди оба металла в ряду и проверь, стоит ли свободный металл левее металла из соли.

Малорастворимое вещество иногда принимают за полностью растворимое, неверно прочитав условный знак таблицы. Так бывает, если ученик не посмотрел пояснение или запомнил обозначения другой таблицы. Сверь знак с легендой и различай три случая: растворимо, малорастворимо и нерастворимо.

Относительную атомную массу ошибочно воспринимают как массу одной частицы или записывают в расчёт только один раз, хотя атомов элемента может быть несколько. Причина — невнимание к индексам в формуле и к тому, что Ar является относительной величиной. Проверь вычисление: умножь каждое значение Ar на число соответствующих атомов, а затем сложи полученные результаты.

Связь с другими темами

Для работы со справочными материалами нужны знания о химических формулах, валентности, зарядах ионов и составлении уравнений реакций. Без них нельзя правильно найти вещество в таблице или подобрать индексы в формуле. Таблица растворимости пригодится при изучении реакций обмена, ионных уравнений и качественных реакций, где важно установить, образуется ли осадок.

Ряд активности и периодическая система особенно полезны при изучении металлов и окислительно-восстановительных реакций. По ним сравнивают свойства элементов и проверяют направление возможных превращений. Данные о массах элементов также нужны для расчётов по химическим формулам.

Что запомнить

• Приложения содержат справочные данные, необходимые для решения химических задач.
• Растворимость веществ определяют по таблице растворимости.
• Активный металл может вытеснять менее активный металл из раствора его соли.
• Периодическая система позволяет находить символы элементов и их относительные атомные массы.
• Формулу вещества составляют с учётом зарядов или валентностей элементов.
• Относительную формульную массу рассчитывают как сумму относительных атомных масс всех атомов в формуле.