Химия
8 класс
Вопрос
Определите молекулярную формулу оксида фосфора, содержащего 43,7 % фосфора. Плотность по воздуху паров этого оксида 9,8.
Ответ
Запишем простейшую формулу вещества как $P_{x}O_{y}$, молекулярную - ($P_{x}O_{y})_{p}$.
Пусть $m(оксида) = 100 г$, тогда $m(P) = m(оксида) \cdot w(P)$;
$m(P) = 43,7 г$;
$m(O) = 100 - m(P)$;
$m(O) = 100 г - 43,7 г = 56,3 г$.
Находим количество вещества атомарных фосфора и кислорода:
$n = \frac{m}{M}; n(P) = \frac{43,7 г}{31 г/моль} = 1,41 моль; n(O) = \frac{56,3 г}{16 г/моль} = 3,52 моль$.
Находим отношение числа атомов элементов в химическом соединении, т. е. простейшую формулу:
$x : y = n(P) : n(O) = 1,41 : 3,52 = 1 : 2,5$.
Так как в формулах соединений индексы должны быть целыми числами, то оба числа в правой части равенства умножаем на 2:
$n(P) : n(O) = 2 : 5$, следовательно, простейшая формула $P_{2}O_{5}$.
Атомному соотношению 2 : 5 соответствуют формулы $(P_{2}O_{5})_{p}$, где $p = 1, 2, 3 \cdots$
Для нахождения $p$ вычислим молярную массу соединения по относительной плотности:
$M = 29D_{возд}; M((P_{2}O_{5})_{p}) = 29 г/моль \cdot 9,8 = 284 г/моль$;
$p = \frac{M((P_{2}O_{5})_{p})}{M(P_{2}O_{5} )}; p = \frac{284 г/моль}{142 г/моль} = 2$.
Следовательно, молекулярная формула оксида $(P_{2}O_{5})_{2}$, или $P_{4}O_{10}$
Ответ: $P_{4}O_{10}$.