Определение формулы дигидрофосфата калия
Задача 1.18.
В некотором неорганическом соединении массовая доля калия равна 28,68%; водорода — 1,47%; фосфора — 22,79%; кислорода — 47,06% . Определите формулу этого вещества.
Дано:
массовая доля калия : (К) = 28,68%;
массовая доля водорода: (Н) = 1,47%;
массовая доля фосфора : (Р) =22,79%;
массовая доля кислорода : (О) = 47,06%.
Найти: формулу вещества.
Решение:
Шаг 1. Из условия однозначно следует, что вещество состоит из калия, водорода, фосфора и кислорода. Обозначим формулу как КхНуРzОk. Следовательно, требуется определить неизвестные индексы х, у, z, k.
Шаг 2. В условии нет указаний на химическую реакцию.
Шаг 3. В условии нет указания на конкретный образец. В таком случае для вычисления соотношения количеств атомов нам необходимо произвольно выбрать некоторый образец. В условии указана информация о массовой доле каждого элемента, поэтому удобно выбрать образец массой 100 г. В этом случае числовые значения массовой доли каждого элемента совпадут с его массой в этом стограммовом образце.
Итак, в 100 г искомого вещества содержится 28,68 г калия; 1,47 г водорода; 22,79 г фосфора и 47,06 г кислорода.
Дальнейшее решение такой задачи ничем не отличается от задач, рассмотренных в предыдущем разделе.
Вычислим соотношение количеств вещества (n) калия, водорода, фосфора и кислорода в выбранном образце. Используем соотношение: m = n . М.
Шаг 4. Находим простейшую формулу.
N(K) : N(Н) : N(Р) : N(О) =
= 0,735 : 1,47 : 0,735 : 2,941.
Выбираем наименьшее значение (в данном случае «0,735») и делим на него все четыре числа:
Получили набор наименьших целых чисел. Это дает возможность записать простейшую формулу: К1Н2Р1О4.
Шаг 5. Выявление истинной формулы.
Полученная запись формулы уже отражает химическую суть вещества. Это кислая соль ортофосфорной кислоты, в которой только один атом водорода фосфорной кислоты замещен на калий.
Ответ: КН2РО4.
Вывод: когда информация о составе искомого вещества дана в массовых долях, необходимо произвольно выбрать некоторый образец массой 100 г.
