Основы химии — Лаборатория SABAQ

Что исследуем

Параметры

Инструментперевод единиц

Задача

Целое (вся пицца)500 г

Процент20 %

Способпропорция

Схема

Коэффициент слева

Коэффициент справа

Что изучаемявления

Опыт

Веществовода

Температура−20 °C

Готовые формулы

Добавить элементдо 4 элементов

Состав и индексы

Коэффициентчисло молекул

Переводите единицы шагами по лестнице: к более мелкой единице — умножаем, к более крупной — делим.

Опыты

0/6

Опыт засчитывается по вашим действиям: выберите опыт, сделайте то, что сказано в подсказке, и нажмите «Записать».

Время

0,0 с

Опыты и движение частиц показаны условно и намного быстрее, чем в жизни; модель упрощена.

Перевод единиц

задача не решена

—

Что происходит

Записи

№	Опыт	Результат
Пока нет записей. Сделайте опыт и нажмите «Записать».

Журнал

Величины и единицы измерения

Урок 1выберите величину и единицу

к более мелкой единице — умножаемкг → г, л → мл, мин → ск более крупной — делимг → кг, мл → лT = t + 273кельвины из градусов Цельсия

Химия работает с количествами: вещества взвешивают и пересчитывают. Как для торта нужен 1 кг муки и 200 г сахара, так и в реакции важно, сколько граммов, литров и молей взяли.

Величина	Единица СИ	В химии чаще
масса	килограмм, кг	грамм: 1 кг = 1000 г, 1 г = 1000 мг
объём	кубический метр, м³	литр: 1 л = 1 дм³ = 1000 мл; 1 м³ = 1000 л
время	секунда, с	1 ч = 60 мин, 1 мин = 60 с
температура	кельвин, К	°C: 0 °C = 273 К
количество вещества	моль	главная величина химии — к ней курс вернётся отдельно

Нормальные условияПометка «н.у.» означает 0 °C = 273 К. Комнатная (стандартная) температура — 25 °C, температура тела — 36,6 °C, вода кипит при 100 °C.

Значение

Ловушка ЕНТ

Иногда путают направление: «500 г = 500 000 кг». Это неверно: килограмм крупнее грамма, к крупной единице — делим: 500 г = 0,5 кг.

Степени и стандартный вид числа

Урок 1двигайте показатель

aⁿ = a · a · … · an множителейa⁰ = 1любое число в нулевой степениaᵐ · aⁿ = aᵐ⁺ⁿпоказатели складывают

Показатель степени n10³

Степень — краткая запись умножения одинаковых множителей: 2³ = 2 · 2 · 2 = 8, 5¹ = 5, 7⁰ = 1. При умножении степеней с одинаковым основанием показатели складывают: 2³ · 2⁴ = 2⁷.

В химии основание почти всегда 10. Положительный показатель — столько нулей справа (10³ = 1000), отрицательный — столько знаков после запятой (10⁻² = 0,01).

Стандартный вид — число от 1 до 10, умноженное на степень десятки: 45 000 = 4,5 · 10⁴; постоянная Авогадро 6,02 · 10²³.

Перевод единиц — это степени десятки1 г = 10⁻³ кг, 1 мл = 10⁻³ л. Кто видит за «делим на 1000» множитель 10⁻³, тот не путает направление перевода.

ИграСначала посчитайте сами, потом переверните карточку.

НОК и расстановка коэффициентов

Урок 1выберите пару чисел

коэффициент = НОК : индексдля каждой части схемы3O₂ → 2O₃НОК(2; 3) = 6

Наименьшее общее кратное (НОК) — наименьшее положительное число, которое делится на все данные числа без остатка. Кратные 4: 4, 8, 12, 16…; кратные 6: 6, 12, 18… — НОК(4; 6) = 12.

В левой и правой частях схемы атомов каждого элемента должно быть поровну. Индексы менять нельзя — иначе получится другое вещество, поэтому равенство набирают коэффициентами.

Пример: Z₂ → Z₄. НОК(2; 4) = 4: слева 4 : 2 = 2, справа 4 : 4 = 1 → 2Z₂ → Z₄. Коэффициент 1 не пишут.

ИграРасставьте шаги уравнивания по порядку.

Пропорции и проценты

Урок 1выберите процент

a / b = c / d ⇒ a · d = b · cкрест-накрест1 % = 1/100 = 0,01процент — сотая часть

Процент20 %

Пропорция — равенство двух отношений. Главное свойство: произведения крест-накрест равны. 2/10 = 4/20, потому что 2 · 20 = 4 · 10 = 40.

Неизвестное (массу, объём) обозначают x и находят по тому же правилу: x/10 = 5/10 → x = 5 · 10 / 10 = 5.

Процент — одна сотая часть числа: 1 % = 0,01; 100 % — всё число (доля 1); 50 % — половина; 25 % — четверть.

Процент от числа находят двумя равноправными способами: пропорцией («целое — 100 %, часть — x %») или через долю (20 % = 0,2, умножаем).

ИграПереведите в долю или дробь, потом проверьте.

Ловушка ЕНТ

Иногда процент подставляют в формулу «как есть»: 500 · 20 = 10 000. Это неверно: 20 % — это 0,2, и ответ 500 · 0,2 = 100 г. Ошибочное число в 100 раз больше — его часто дают среди вариантов.

Атом, молекула, вещество, тело

Урок 2нажмите на ступень

Атом — наименьшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства. Молекула — наименьшая частица вещества, состоящая из двух и более атомов.

Вещество — форма материи, которая имеет массу и занимает пространство. Тело — любой материальный объект: у него есть форма, размер и масса.

Вещество — из чего сделано, тело — что именно сделано. Вода — вещество, бутылка с водой — тело; стекло — вещество, стакан — тело.

ИграВещество или тело? Разложите карточки.

Химический элемент, символ и чтение формул

Урок 2выберите формулу

Химический элемент — определённый вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра. В периодической системе Д. И. Менделеева 118 элементов, они делятся на металлы и неметаллы.

11,008Hводород

Формулу читают слева направо: символ и сразу его индекс. Нет индекса — атом один. H₂SiO₃ читается «аш два — силициум — о три».

Чаще всего путаютFe — «феррум», Cu — «купрум», Ag — «аргентум», Si — «силициум»: русское название и произношение символа не совпадают.

Простые и сложные вещества

Урок 2разложите вещества

Простое вещество состоит из атомов одного химического элемента: H₂, O₂, O₃, N₂, металлы.

Сложное вещество состоит из атомов разных элементов: H₂O, CO₂, NaCl, H₂SO₄.

Три формы существования элемента: отдельный атом (атом кальция Ca — металлы записывают одним символом), простое вещество (O₂ — кислород, O₃ — озон), сложное вещество (H₂O).

АллотропияКислород O₂ и озон O₃ образованы одним элементом, но это разные вещества с разными свойствами.

Ловушка ЕНТ

Иногда говорят: «атомов два — значит, вещество сложное». Это неверно: в O₂ два атома, но элемент один — вещество простое. Считают виды атомов, а не их число.

Свойства веществ и агрегатные состояния

Урок 2наведите на стрелку

Вещество узнают по набору физических свойств: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде, плотность, вкус, тепло- и электропроводность (признак металлов), температуры плавления и кипения.

Состояние	Форма и объём	Частицы
твёрдое	своя форма, свой объём	стоят в решётке, колеблются
жидкое	форма сосуда, свой объём	перемещаются, но держатся рядом
газ	занимает весь сосуд	летают свободно

При нагревании: плавление, испарение, сублимация. При охлаждении: кристаллизация, конденсация, десублимация.

Оранжевые стрелки — при нагревании, синие — при охлаждении.

ИграКакой это переход? Сначала ответьте, потом переверните.

Физические и химические явления

Урок 2нажмите на признак

Физическое явление — меняются форма, размер или агрегатное состояние, а состав вещества остаётся прежним.

Химическое явление (реакция) — состав изменяется, образуются новые вещества.

Проверяют не «эффектно ли выглядит», а состав. Кипение воды бурное, но пар — та же вода (физическое). Скисание молока почти незаметно, но вещества новые (химическое).

Нажмите на признак химической реакции.

ИграЗнакомые явления: физическое или химическое?

Ловушка ЕНТ

Иногда говорят, что в свече горит только фитиль, а парафин лишь плавится. Это неверно: у фитиля парафин плавится (физическое явление), а его пары горят (химическое). «Плавление парафина» и «горение парафина» — разные ответы.

Чистые вещества, смеси и соединения

Урок 3разложите примеры

Чистое вещество состоит из частиц одного вида и имеет постоянный состав. Смесь — из двух и более веществ, каждое сохраняет свои свойства; смесь можно разделить физически.

Химическое соединение — вещество из атомов двух и более элементов, связанных химически: вода H₂O, поваренная соль NaCl, углекислый газ CO₂.

Смеси бывают гомогенные (однородные: границ не видно — раствор сахара, воздух, сплав) и гетерогенные (неоднородные: песок в воде, дым, туман, пена). Природные смеси — воздух, морская вода, нефть.

Всё решает уточнениеДистиллированная вода — чистое вещество, морская — смесь. Без уточнения «вода (H₂O)» — химическое соединение.

Химическая формула: индекс и коэффициент

Урок 3выберите запись

4K₂MnO₄8 атомов K, 4 атома Mn, 16 атомов O

Химическая формула — условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов. Бывает молекулярная (H₂O) и структурная (H–O–H).

Индекс показывает число атомов элемента в одной молекуле. Коэффициент — число молекул; он умножает каждый индекс в формуле.

3Cu — три атома меди. 4H₂O — четыре молекулы воды: 8 атомов H и 4 атома O. 2N — два атома азота, а 2N₂ — две молекулы, то есть 4 атома.

Обратная задача: 2 атома углерода и 6 атомов водорода → C₂H₆; 2 атома фосфора и 5 атомов кислорода → P₂O₅.

Ловушка ЕНТ

Записи 2N и 2N₂ похожи, но означают разное: 2 атома и 2 молекулы (4 атома) азота. Разницу создаёт индекс.

Относительная атомная и молекулярная масса

Урок 3выберите вещество

Mr = Σ Ar · индекссначала умножаем, потом складываемMr(H₂SO₄) = 2·1 + 32 + 4·16 = 98

Относительная атомная масса Ar — масса атома, сравнённая с эталоном (1/12 массы атома углерода); берётся из таблицы Менделеева и округляется до целых.

Относительная молекулярная масса Mr — сумма атомных масс всех атомов молекулы.

«Относительная» значит без единиц: Ar и Mr — безразмерные числа. Позже появится молярная масса M — численно равна Mr, но в г/моль.

Элемент	В таблице	В расчётах
H	1,008	1
C	12,011	12
O	15,999	16
P	30,974	31
S	32,06	32
Cu	63,546	64
Cl	35,45	35,5

НаблюдениеУ H₂SO₄ и H₃PO₄ Mr одинаковая — 98. Разные вещества могут иметь одну Mr, поэтому по одной Mr вещество не узнают.

Ловушка ЕНТ

Иногда атомную массу кислорода берут 15 — по цифрам до запятой. Это неверно: 15,999 округляют вверх, Ar(O) = 16. Ошибка в одной Ar портит и Mr, и все массовые доли.

Массовая доля элемента и вывод формулы

Урок 3выберите вещество

ω(Э) = Ar · x / Mr · 100 %сумма долей всех элементов = 100 %

Массовая доля показывает, какую часть массы вещества занимает элемент. Сначала считают Mr, затем Ar · индекс делят на Mr; ×100 % — проценты. Проверка — сумма долей равна 100 %.

Вода: ω(H) = 2/18 ≈ 0,11 = 11 %, ω(O) = 16/18 ≈ 0,89 = 89 %. Оксид меди (II) CuO: ω(Cu) = 64/80 = 80 %, ω(O) = 20 %.

Вывод формулы по массовым долям

Ловушка ЕНТ

Долю считают по массе, а не по числу атомов. В H₂SO₄ атомов водорода два, но ω(H) ≈ 2 %, а ω(O) ≈ 65,3 % — атом кислорода в 16 раз тяжелее.

Разбор задач

открывайте по шагам

Схемы и модели упрощены для обучения: размеры атомов и молекул увеличены, частицы движутся медленнее и условно. Атомные массы округлены, как принято в школьных расчётах.