Номер 1391, страница 215 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1391. Массовые доли водорода, углерода и кислорода в некоторой соли кальция соответственно равны 0,0124, 0,1482 и 0,5922. Установите эмпирическую формулу этой соли.

Дано:

$ω(H) = 0,0124$

$ω(C) = 0,1482$

$ω(O) = 0,5922$

Соединение является солью кальция.

Массовые доли являются безразмерными величинами и не требуют перевода в систему СИ.

Найти:

Эмпирическую формулу соли $Ca_xH_yC_zO_w$

Решение:

1. Поскольку сумма массовых долей всех элементов в соединении равна 1 (или 100%), мы можем найти массовую долю кальция ($Ca$).

$ω(Ca) = 1 - (ω(H) + ω(C) + ω(O))$

$ω(Ca) = 1 - (0,0124 + 0,1482 + 0,5922) = 1 - 0,7528 = 0,2472$

2. Эмпирическая формула отражает соотношение атомов элементов в веществе. Это соотношение можно найти через соотношение количеств вещества (молей) каждого элемента. Допустим, у нас есть 100 г соли, тогда массы элементов будут равны их массовым долям, умноженным на 100 г. Однако для нахождения соотношения достаточно разделить массовую долю каждого элемента на его молярную массу.

Молярные массы элементов (округленные для удобства расчетов):

• $M(Ca) \approx 40 \space г/моль$
• $M(H) \approx 1 \space г/моль$
• $M(C) \approx 12 \space г/моль$
• $M(O) \approx 16 \space г/моль$

3. Найдем соотношение индексов в формуле $Ca_xH_yC_zO_w$:

$x : y : z : w = \frac{ω(Ca)}{M(Ca)} : \frac{ω(H)}{M(H)} : \frac{ω(C)}{M(C)} : \frac{ω(O)}{M(O)}$

$x : y : z : w = \frac{0,2472}{40} : \frac{0,0124}{1} : \frac{0,1482}{12} : \frac{0,5922}{16}$

$x : y : z : w = 0,00618 : 0,0124 : 0,01235 : 0,03701$

4. Чтобы получить целочисленное соотношение, разделим все значения на наименьшее из них (0,00618):

$x(Ca) = \frac{0,00618}{0,00618} = 1$

$y(H) = \frac{0,0124}{0,00618} \approx 2$

$z(C) = \frac{0,01235}{0,00618} \approx 2$

$w(O) = \frac{0,03701}{0,00618} \approx 6$

Таким образом, мы получили простейшее целочисленное соотношение атомов 1:2:2:6.

5. Эмпирическая формула соли: $Ca_1H_2C_2O_6$, или $CaH_2C_2O_6$.

Эту формулу можно записать в более привычном виде как формулу гидрокарбоната кальция: $Ca(HCO_3)_2$.

Ответ: $Ca(HCO_3)_2$