Определите формулу химического соединения, если массовые доли (%) составляющих его элементов равны : P - 43,66% и O - 56,34 %

Дано:

ω (P) = 43,66%

ω (O) = 56,34%

Найти:

формула в-ва - ?

При решении данной задачи необходимо знать и уметь применить:

методику работы с периодической системой Д. И. Менделеева; понятия "массовая доля", "количество вещества"; провести расчеты, используя необходимые формулы.

Решение:

Количественное определение элементов в веществе

1) Примем массу предоставленного образца неизвестного вещества за 100 г;

2) Используя формулу для нахождения массовой доли, определить массу каждого элемента (P, O) в предоставленном образце неизвестного вещества:

m (P) = ω (P) * m (в-ва) / 100% = 43,66% * 100 / 100% = 43,66 г;

m (O) = 100 - m (P) = 100 - 43,66 = 56,34 г;

3) Используя периодическую систему Д. И. Менделеева, определить атомные массы каждого элемента (P, O) в предоставленном образце неизвестного вещества:

Ar (P) = 31 а. е. м.;

Ar (O) = 16 а. е. м.;

4) Используя формулу, вычислить количество вещества каждого элемента (P, O) в предоставленном образце неизвестного вещества:

n (P) = m (P) / Ar (P) = 43,66 / 31 = 1,408 моль;

n (O) = m (O) / Ar (O) = 56,34 / 16 = 3,521 моль;

Выведение формулы неизвестного вещества

5) Исходя из определения "количество вещества", можно вывести формулу неизвестного вещества P (x) O (y). То есть соотношение стехиометрических коэффициентов элементов (х, у) прямо пропорционально соотношению найденному их значению количество вещества:

х: у = n (P) : n (O) = 1,408 : 3,521;

Необходимо все значения разделить на минимальное из них (1,408):

х: у = 1 : 2,5;

Так как числа должны быть целыми, то умножим их на 2:

х: у = 2 : 5;

Таким образом, получена простейшая формула неизвестного вещества - P2O5. Такое вещество действительно существует и называется оксид фосфора (V). Следовательно, на этом этапе заканчивается поиск формулы неизвестного вещества.

Ответ: Формула неизвестного вещества - P2O5 - оксид фосфора (V).

Решение:

1. Обозначим: x - молекулярная масса вещества, a - число атомов фосфора, b - число атомов кислорода.

2. Относительная атомная масса фосфора равна 31, кислорода равна 16.

3. Составим следующие выражения:

0,4366 = 31a / x;

0,5634 = 16b / x;

4. Выразим молекулярную массу вещества:

x = 31a / 0,4366 = 71a;

x = 16b / 0,5634 = 28,4b;

5. Приравниваем выражения: 71a = 28,4b. Получились значения: a = 2, b = 5. Неизвестное вещество - оксид фосфора, его формула P2O5.

Ответ: формула химического соединения - P2O5.