Вывод формул соединений. Задача 52

by Андрей М

Определите молекулярную формулу вещества, состоящего из кислорода, азота, фосфора и водорода, если известно, что оно содержит по массе 48,48 % кислорода, число атомов азота в нем в два раза больше числа атомов фосфора, а количество атомов водорода в соединении в 2,25 раза больше количества атомов кислорода. Молярная масса вещества меньше 200 г/моль

Формула вещества OxNyPzHk

1. Пусть масса вещества равна 100 г,

тогда m(О) = 48,48 г.

n(О) = m(О) / М(О) =   48,48/ 16 = 3,03 моль.

2. n(Н) = n(О) ·  2,25 = 3,03 · 2,25 = 6,82 моль.

m(Н) = n(Н) · М(Н) =  6,82 · 1 = 6,82 г.

3. m(N + P) = m(вещества) — m(О) — m(Н) = 100 – 48,5 – 6,82 = 44,68 г.

4. m(N) = n(N) · M(N) = 14 ּ n(N); m(P) = n(P) ·  M(P) = 31⋅n(P).

5. Составляем систему уравнений и решаем ее:

14n(N) + 31n(P) = 44,68  28n(Р) + 31n(P) = 44,68  n(Р) = 0,757 моль

n(N) = 2 · n(P)

59n(Р) = 44,68

n(N) = 0,757 · 2 = 1,514 моль

6. x : y : z : k  = 3,03 : 1,514 : 0,757 : 6,82  = 4 : 2 : 1 : 9.  O4N2PH9

7. Мы определили простейшую формулу вещества. Молекулярная формула может содержать удвоенное, утроенное и т.д. число атомов. Чтобы убедиться, что молекулярная формула совпадает с простейшей, подсчитаем молярную массу вещества:

М(O4N2PH9) = 16 · 4 + 14 · 2 + 31 + 1 · 9 = 132 г/моль. 132 < 200.

Очевидно, что молярная масса для удвоенной формулы будет больше 200, что противоречит условию задачи, следовательно, молекулярная формула вещества O4N2PH9.

Перегруппировав атомы легко догадаться, что это вещество является гидрофосфатом аммония (NH4)2HPO4.

Присоединиться к обсуждению..