4. (а) Азот может образовывать пять оксидов разного состава. Составьте формулу оксида азота методом «нулевой суммы». [2] (i) N+3xOy (ii) N+1xOy 4(б) Рассчитайте массовую долю азота в получившемся оксиде азота в задании 4(a-i [2] 4(с). Выведите формулу оксида азота, если известно, что массовая доля азота в соединении составляет 23, 73 %, кислорода 76, 27 %.

Закономерности, происходящие в веществах, процессы их превращения, при которых происходит изменение их состава и структуры, изучает раздел естествознания — химия. Она занимается явлениями природы, сопровождающими химические изменения вещества, изучает причины и законы управления химическими процессами, а также рассматривает составные части вещества и их применение на практике. Отдельные химические процессы (получение металлов из руд, крашение тканей и др.) использовались еще на заре становления человеческой цивилизации. Позже, в III—IV вв., зародилась алхимия, задачей которой было превращение неблагородных металлов в благородные (золото, серебро). Начиная с эпохи Возрождения химические исследования все в большей мере стали использовать для практических целей (металлургия, стеклоделие, керамика, получение красок и т. д.).
Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и структуры. Химический процесс сопровождается изменением состава веществ, их структуры и обязательно энергетическими изменениями в реагирующей системе. Вследствие взаимосвязанности форм движения материи и их взаимопре-
197

вращаемости в результате химических реакций имеет место превращение химической энергии в теплоту, свет и проч. Химия нужна человечеству для того, чтобы из вещества природы получать по возможности все необходимое — металлы, цемент, бетон, керамику, фарфор, стекло, каучук, пластмассы, искусственные волокна, лекарства и многое другое.
Основой химической науки является атомно-молекулярное учение (АМУ), закон сохранения материи, периодический закон и теория строения вещества, учение о химическом процессе (кинетика). Химические процессы подчиняются всеобщим законам природы — закону сохранения массы вещества и закону сохранения энергии. Закон сохранения массы вещества открыли М. В. Ломоносов и А. Л. Лавуазье почти независимо друг от друга. Они далеко продвинули развитие химии тем, что при химических реакциях применили физические методы, в частности взвешивание. Закон сохранения массы в химических процессах можно сформулировать так: сумма масс исходных веществ (соединений) равна сумме масс продуктов химической реакции. Например, при разложении воды масса воды будет равна сумме массы водорода и массы кислорода. Из закона сохранения вещества вытекает, что вещество нельзя ни создать из ничего, ни уничтожить совсем. Количественным выражением закона сохранения массы веществ применительно к производственному химическому процессу является материальный баланс, в котором подтверждается, что масса веществ, поступивших на технологическую операцию, равна массе полученных веществ. Закон сохранения энергии действует во всех случаях и повсюду, где одна форма энергии переходит в другую.
Несмотря на обилие эмпирического материала о свойствах различных веществ и их соединений, особенностях протекания разнообразных реакций, в химии, до открытия в 1869 г. периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева не существовало той объединяющей концепции, с которой можно было бы объяснить весь накопленный фактический материал. Было бы,

Дано:

m (BaSO₄) = 23,3 г.

Найти:

m (BaCl₂)

m (Na₂SO₄)

• Сначала запишем уравнение реакции и уравняем её:

BaCl₂ + Na₂SO₄ ===> BaSO₄↓ + 2 NaCl (реакция обмена)

• По уравнению реакции:

n (BaCl₂) : n (Na₂SO₄) : n (BaSO₄) = 1 : 1 : 1

• Найдём количество сульфата бария:

n (BaSO₄) = m/M = 23,3 г./233 г/моль = 0,1 моль

• Так как отношение количества веществ одинаковое, поэтому:

n (BaCl₂) = n (Na₂SO₄) = n (BaSO₄) = 0,1 моль

• Вычислим массу хлорида бария и сульфата натрия, необходимую для получения 23,3 грамм сульфата бария:

m (BaCl₂) = M • n = 208 г/моль • 0,1 моль = 20,8 г.

m (Na₂SO₄) = M • n = 142 г/моль • 0,1 моль = 14,2 г.

Для получения 23,3 грамм сульфата бария потребуется: 20,8 грамм хлорида бария (BaCl₂) и 14,2 грамма сульфата натрия (Na₂SO₄)