Номер 1-47, страница 12 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

1-47. Выведите простейшую формулу соединения, в котором массовая доля фосфора составляет 43,66%, а массовая доля кислорода – 56,34%.

Дано:

ω(P) = 43,66%

ω(O) = 56,34%

Найти:

Простейшую формулу соединения - $P_xO_y$

Решение:

Для определения простейшей (эмпирической) формулы соединения необходимо найти соотношение количеств вещества (числа молей) элементов, входящих в его состав. Обозначим искомую формулу как $P_xO_y$, где $x$ и $y$ — это индексы, показывающие соотношение атомов.

Для удобства расчетов примем массу образца соединения равной 100 г. В этом случае масса каждого элемента в образце будет численно равна его массовой доле в процентах, выраженной в граммах:

m(P) = 100 г · 0,4366 = 43,66 г

m(O) = 100 г · 0,5634 = 56,34 г

Далее найдем количество вещества ($ν$) для каждого элемента. Для этого используем молярные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева: $M(P) \approx 31$ г/моль, $M(O) \approx 16$ г/моль.

Количество вещества фосфора:

$ν(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{43,66 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} \approx 1,408 \text{ моль}$

Количество вещества кислорода:

$ν(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{56,34 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 3,521 \text{ моль}$

Соотношение индексов $x$ и $y$ в формуле равно соотношению количеств вещества фосфора и кислорода:

$x : y = ν(P) : ν(O) = 1,408 : 3,521$

Чтобы получить простейшее целочисленное соотношение, разделим оба значения на наименьшее из них (1,408):

$x : y = \frac{1,408}{1,408} : \frac{3,521}{1,408} = 1 : 2,5$

Так как индексы в химической формуле должны быть целыми числами, необходимо избавиться от дробного значения 2,5. Для этого умножим оба числа в соотношении на 2:

$x = 1 \cdot 2 = 2$

$y = 2,5 \cdot 2 = 5$

Таким образом, простейшее целочисленное соотношение атомов фосфора и кислорода в соединении равно $2:5$.

Простейшая формула соединения: $P_2O_5$.

Ответ: $P_2O_5$.