Основные понятия и законы, используемые при решении задач

Для решения химических задач необходимо знать свойства веществ, иметь представление об их основных физических характеристиках (массе, объёме, плотности), параметрах состояния реагирующей системы (температуре, давлении, концентрации веществ) и единицах измерения этих величин.

Определение понятий:

Масса (m) – мера инерции тела.
Основная единица измерения массы в Международной системе единиц (СИ) – 1 кг.
Такой массой обладает 1 литр (1 дм³) дистиллированной воды при температуре 4 °С и стандартном атмосферном давлении на уровне моря.
1/1000 кг = 1 г. Объем 1 г воды равен 1 мл. Соответственно, 1 м³ воды имеет массу 1000 кг или 1 т.

Практически массу тела определяют его взвешиванием, подбирая массу разновесов таким образом, чтобы весы пришли в равновесие. Определение массы тела взвешиванием

Такие механические весы в настоящее время вытесняются более точными электронными весами, измеряющими массу с помощью тензометрических датчиков.

Принцип действия электронных весов: под давлением груза у материала датчика меняется показатель электрического сопротивления. Величина такого изменения прямо пропорциональна массе груза. Информация фиксируется особыми преобразователями и выводится на цифровой экран.

Электронные лабораторные весы по функционалу приближаются к персональному компьютеру и, кроме определения массы, могут выполнять расчётные операции (определение количественного состава, сложение итогов нескольких измерений, хранение информации о произведенных вычислениях, обработка, синхронизация информации и т.п.).

Объём тела (V) – часть трехмерного пространства, занимаемая этим телом.
Единицы измерения объёма:

1 см³ (мл)

1 дм³ (л)

1 м³

⁶

Отсюда: 1см³ (мл) = 10^-3 дм³ (л) = 10^-6 м³
Основная единица объёма в Международной системе единиц (СИ) — кубический метр (м³), остальные являются производными.

Объёмы жидкостей измеряют с помощью специальной (мерной) посуды: мерных цилиндров, мензурок, мерных стаканов, мерных колб, калиброванных пипеток, бюреток.

Объёмы твердых тел можно определить при погружении их в воду, измерив объём вытесненной воды с помощью мерной посуды.

Плотность ρ (ро) – масса единицы объема. Эта величина вычисляется по формуле: Формула плотности

, где m – масса тела, V – его объём. В Международной системе единиц (СИ) основная единица плотности – кг/м³, остальные (г/мл, кг/л, 1 т/м³) – производные.

При 4 °С масса 1 мл воды равна 1 г, 1 л – 1 кг, 1 м³ – 1 т.
Следовательно, ρ(Н₂О) = 1 г/мл = 1 кг/л = 1 т/м³ (при 4 °С).

Равные объемы веществ с разной плотностью имеют разные массы. Например:

Соответственно, равные массы веществ, отличающихся плотностью, занимают разные объемы:

Равные массы веществ с разной плотностью

Выполнение расчётов основано на понимании и умении использовать взаимосвязи между физическими характеристиками и параметрами состояния, которые отражены в основных законах химии:

Для успешного решения задач необходимо также владение навыками выполнения математических операций: умение составлять и решать уравнения, неравенства, производить действия с числами и т.п.