Вывод формулы соединения - Примеры решения типовых задач - Основные химические понятия. Вещество - ОБЩАЯ ХИМИЯ - ХИМИЯ - Комплексная подготовка к внешнему независимому тестированию По действующей программе ВНО

РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

1. Основные химические понятия. Вещество

Примеры решения типовых задач

VI. Вывод формулы соединения

Заметим, что соотношение значений индексов в формуле вещества равна соотношению количества атомов элементов в соединении и соответственно соотношению количеств вещества элементов. Итак, для вещества, формула которого Р₂O₅, можно записать:

Если формула бинарного соединения А_ХВ_У, то можно записать:

Поскольку вместо масс элементов m(А) и m(В) можно подставить их массовые доли w(A) и w(B), потому что они пропорциональны массам, а вместо молярных масс М(А) и М(В) - соответствующие значения относительных атомных масс элементов А_r(А) и А_r(В). Тогда получим:

Задача 26. В неизвестном оксиде Железа массовая доля Кислорода составляет 27,59 %. Выведите формулу оксида.

Дано:

Решение

1. Вычислим массовую долю Железа в оксиде:

2. Из формулы выведем:

Ответ: формула оксида - Fe₃О₄.

Задача 27. Массовая доля Калия в его соединении с Фосфором составляет 79,05 %. Выведите формулу соединения.

Дано:

Решение

Предложим другой способ решения такой задачи.

1. Вычислим массовую долю Фосфора:

2. Предположим, что мы имеем 100 г соединения К_ХГ_В, тогда

3. Рассчитаем количество вещества Калия и Фосфора. М(К) = 39 г/моль, М(Р) = 31 г/моль:

4. Вычислим соотношение количеств вещества элементов:

Однако поскольку индексы должны быть целыми, каждое из чисел добытого соотношение делим на наименьшее из них:

Ответ: формула соединения - К₃Г.

Задача 28. Массовые доли Углерода, Водорода и Кислорода в органическом соединении соответственно составляют 40, 6,67 и 53,33 %. Установите истинную формулу вещества, если его молярная масса 180 г/моль.

Дано:

Решение

1. Вычислим простейшую формулу вещества. А_r(Н) = 1, А_r(С) = 12, А_r(O) = 16:

Следовательно, простейшая формула вещества - СН₂O. Но эта формула не является истинной, потому что М(СН₂O) = 30 г/моль, а не 180 г/моль.

2. Установим истинную формулу, взвесив то, что она кратна простейшей, т.е. (СН₂O)_а:

Ответ: формула вещества С₆Н₁₂O₆.

Задача 29. Массовые доли Углерода, Водорода и Кислорода в молекуле карбоновой кислоты соответственно составляют 40,68, 5,08 и 54,24 %. Молярная масса кислоты в 2,565 раза больше молярну массу первого члена гомологического ряда насыщенных одноосновных карбоновых кислот. Выведите формулу кислоты.

Дано:

Решение

1. Первый член гомологического ряда кислот - метановая кислота НСООН (М(НСООН) = 46 r/моль). Молярная масса неизвестного кислоты:

2. Предположим, что мы имеем 100 г соединения C_xH_yO_z, тогда:

3. По формуле рассчитаем количества веществ элементов. А_r(С) = 12, А_r(Н) = 1, А_r(O) = 16:

4. Вычислим соотношение значений количеств веществ каждого элемента:

Для получения целого числа каждое из чисел добытого соотношение делим на наименьшее из них (3,39):

Однако индекс n(Н) = 1,5 не является целым числом, поэтому, чтобы получить целочисленные значения, каждое число в соотношении умножаем на 2:

Следовательно, простейшая формула вещества - С₂Н₃O₂.

5. Установим истинную формулу. Она должна быть кратной простейшей, то есть (С₂Н₃O₂)_а. М(С₂Н₃O₂) = 59 г/моль:

Ответ: истинная формула вещества - С₄Н₆O₄, это янтарная кислота.

Задача 30. Установите истинную формулу соединения, в состав которой входят атомы Углерода, Водорода и Кислорода, если соотношение их масс составляет соответственно 8 : 1 : 16. Молярная масса соединения - 150 г/моль.

Дано:

Решение

1. В соответствии с условием задачи на каждые 8 г Углерода в соединении приходится 1 г Водорода и 16 г Кислорода. М(Н) = 1 г/моль, М(С) = 12 г/моль, М(О) = 16 г/моль. Находим простейшую формулу вещества:

2. Для получения целочисленного соотношения умножим все на 3:

х : у : z = 2 : 3 : 3

Следовательно, простейшая формула вещества - С₂Н₃O₃.

3. Установим истинную формулу. Она должна быть кратной простейшей, то есть: (С₂Н₃O₃)_а. М(С₂Н₃O₃) = 75 г/моль.

Ответ: истинная формула соединения - С₄Н₆O₆, это винная кислота.

Задача 31. Найдите истинную формулу углеводорода, если соотношение масс Углерода и Водорода в нем составляет 6 : 1, а относительная плотность соединения по воздуху 1,931.

Дано: