Метод определения формулы неорганического немолекулярного вещества

 

Некоторые задачи предполагают определение формулы неорганического немолекулярного вещества. В этом случае простейшая формула чаще всего совпадает с истинной.

Задача 2.9.
При термическом разложении неизвестного вещества массой 49 г выделилось 13,44 л (н.у.) кислорода и осталось твердое вещество, содержащее 52,35% калия и 47,65% хлора. Определите формулу вещества.
Дано:
объем кислорода (н.у.): V(О2) = 13,44 л;
массовая доля калия в твердом остатке:  простейшая формула, определение формулы вещества(К) = 52,35% ;
массовая доля хлора в твердом остатке:  простейшая формула, определение формулы вещества(С1) = 47,65%
Найти: формулу вещества.
Решение:
Шаг 1. В состав неизвестного вещества входит кислород, калий и хлор. Обозначим формулу как КхС1уОz.

Шаг 2. {простейшая формула, определение формулы вещества (К)+  простейшая формула, определение формулы вещества(С1)}в твердом остатке = 52,35 + 47,65 = 100% , следовательно, кислорода в твердом остатке не содержится. Схема реакции разложения будет иметь вид:

КхС1уОz  ---> КхС1у + О2

Шаг 3. Определим количество вещества каждого из элементов, выделившееся при разложении 49 г исходного образца:
а) количество вещества атомарного кислорода определим по алгоритму:

V(O2) ---> n(O2) ---> n(O)

простейшая формула, определение формулы вещества

б) определение количества вещества калия и хлора проведем по следующему алгоритму:

простейшая формула, определение формулы вещества

Суммарную массу К и С1 в исходном образце находим по разности:

m(К) + m(С1) = m(исход. образца) – m(О2)
m(О2) = n(О2) . M(О2) = 19,2 г
m(К) + m(С1) = 49 – 19,2 = 29,8 г = m(нетвердого остатка).

Массовая доля калия и хлора определены в твердом остатке после разложения. Поэтому в соотношении для массовой доли необходимо использовать массу твердого остатка:

{m(К) + m(С1)}.

простейшая формула

 

Записываем соотношение количеств веществ элементов в исходном образце:

n(К) : n(С1) : n(О) = 0,4 : 0,4 : 1,2

Шаг 4. Определяем простейшую формулу:

N(К) : N(С1) : N(O) = 0,4 : 0,4 : 1,2

Выбираем наименьшее значение (в данном случае «0,4») и делим на него все три числа:

простейшая формулаПолучили набор наименьших целых чисел. Это дает возможность записать простейшую формулу: КClO3. Это — хлорат калия (неорганическая соль). Данное вещество является
немолекулярным, поэтому для его записи используют простейшую формулу.

Ответ: КClO3 (хлорат калия).