Question

Рассчитайте формулу соединения, зная, что оно состоит из элемента бария (его массовая доля составляет 58,8 %), водорода (его массовая доля составляет 0,4 %), фосфора (его массовая доля составляет 13,3 %) и элемента кислорода.

Answer 1

1) Запишем исходное соединение в виде общей формулы:

$Ba_{x}H_{y}P_{z}O_{n}$

2) Найдем массовую долю кислорода:

$\omega(O) = 100\% - \omega(Ba) - \omega(H) - \omega(P) = 100\% - 58,8\% - 0,4\% - 13,3\% = 27,5\%$

3) Пусть $m(Ba_{x}H_{y}P_{z}O_{n}) = 100g$, тогда

$m(Ba) = m(Ba_{x}H_{y}P_{z}O_{n}) \times \frac{\omega(Ba)}{100\%} = 100g \times \frac{58,8\%}{100\%} = 58,8g$

$m(H) = m(Ba_{x}H_{y}P_{z}O_{n}) \times \frac{\omega(H)}{100\%} = 100g \times \frac{0,4\%}{100\%} = 0,4g$

$m(P) = m(Ba_{x}H_{y}P_{z}O_{n}) \times \frac{\omega(P)}{100\%} = 100g \times \frac{13,3\%}{100\%} = 13,3g$

$m(O) = m(Ba_{x}H_{y}P_{z}O_{n}) \times \frac{\omega(O)}{100\%} = 100g \times \frac{27,5\%}{100\%} = 27,5g$

4) Найдем количества веществ:

$\nu(Ba) = m(Ba) / M(Ba) = 58,8g / 137 \frac{g}{mol} \approx 0,43 mol$

$\nu(H) = m(H) / M(H) = 0,4g / 1 \frac{g}{mol} = 0,4 mol$

$\nu(P) = m(P) / M(P) = 13,3g / 31 \frac{g}{mol} \approx 0,43 mol$

$\nu(O) = m(O) / M(O) = 27,5g / 16 \frac{g}{mol} \approx 1,72 mol$

5) Запишем отношение

$x:y:z:n = \nu(Ba):\nu(H):\nu(P):\nu(O) = 0,43mol:0,4mol:0,43mol:1,72mol \approx = 1:1:1:4$

Отсюда следует, что исходная формула соединения - это $BaHPO_{4}$

P.S.

$g$ - грамм (г)

$mol$ - моль

$g/mol$ - грамм/моль (г/моль)

Answer 2

Для расчета формулы соединения на основе массовых долей элементов, сначала нужно определить количество моль каждого элемента в данном соединении. Затем мы можем определить отношение моль элементов и, следовательно, формулу соединения.

Для начала найдем количество моль каждого элемента:

1. Барий (Ba): Массовая доля бария: 58.8% Предположим, у нас есть 100 г этого соединения, и, следовательно, 58.8 г бария. Молярная масса бария (Ba) составляет примерно 137.33 г/моль. Количество моль бария = (масса бария) / (молярная масса бария) Количество моль бария = 58.8 г / 137.33 г/моль ≈ 0.429 моль бария.

2. Водород (H): Массовая доля водорода: 0.4% Предположим, у нас есть 100 г этого соединения, и, следовательно, 0.4 г водорода. Молярная масса водорода (H) составляет примерно 1.01 г/моль. Количество моль водорода = (масса водорода) / (молярная масса водорода) Количество моль водорода = 0.4 г / 1.01 г/моль ≈ 0.396 моль водорода.

3. Фосфор (P): Массовая доля фосфора: 13.3% Предположим, у нас есть 100 г этого соединения, и, следовательно, 13.3 г фосфора. Молярная масса фосфора (P) составляет примерно 30.97 г/моль. Количество моль фосфора = (масса фосфора) / (молярная масса фосфора) Количество моль фосфора = 13.3 г / 30.97 г/моль ≈ 0.43 моль фосфора.

Теперь найдем количество моль кислорода, предполагая, что он составляет остаток:

4. Кислород (O): Суммарное количество моль остальных элементов = количество моль бария + количество моль водорода + количество моль фосфора Суммарное количество моль остальных элементов = 0.429 моль + 0.396 моль + 0.43 моль ≈ 1.255 моль

Сумма молей водорода, бария и фосфора должна равняться суммарному количеству молей в соединении, поскольку каждый элемент входит в соединение в виде молекулы.

Теперь определим количество моль кислорода:

Количество моль кислорода = Общее количество моль в соединении - Суммарное количество моль остальных элементов Количество моль кислорода = 1.255 моль - (0.429 моль + 0.396 моль + 0.43 моль) ≈ 1.255 моль - 1.255 моль ≈ 0 моль кислорода.

Теперь мы видим, что в соединении отсутствует кислород.

Таким образом, формула соединения будет BaH2P2, так как соединение состоит из бария (Ba), водорода (H), и фосфора (P) без кислорода (O).