Номер 4, страница 64 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 4. Кислород и сера. Параграф 17. Характеристика кислорода и серы. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 64.

Условие.

4. Известно соединение, содержащее $0,27928$ массовых долей, или $27,928 \, \%$, фосфора и $0,72072$ массовых долей, или $72,072 \, \%$, серы. Найдите его простейшую формулу.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Массовая доля фосфора, $w(P) = 0,27928$ (или 27,928 %)

Массовая доля серы, $w(S) = 0,72072$ (или 72,072 %)

Найти:

Простейшую формулу соединения ($P_xS_y$)

Решение:

Простейшая (эмпирическая) формула показывает соотношение атомов элементов в веществе. Это соотношение можно найти, определив соотношение количеств вещества (числа молей) каждого элемента в образце соединения.

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

Масса фосфора: $m(P) = 100 \text{ г} \cdot 0,27928 = 27,928 \text{ г}$

Масса серы: $m(S) = 100 \text{ г} \cdot 0,72072 = 72,072 \text{ г}$

2. Найдем количество вещества (в молях) для каждого элемента, разделив массу элемента на его молярную массу. Используем точные значения молярных масс из периодической таблицы:

Молярная масса фосфора: $M(P) \approx 30,974 \text{ г/моль}$

Молярная масса серы: $M(S) \approx 32,065 \text{ г/моль}$

Количество вещества фосфора:

$n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{27,928 \text{ г}}{30,974 \text{ г/моль}} \approx 0,90166 \text{ моль}$

Количество вещества серы:

$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{72,072 \text{ г}}{32,065 \text{ г/моль}} \approx 2,2477 \text{ моль}$

3. Соотношение индексов $x$ и $y$ в формуле $P_xS_y$ равно соотношению количеств вещества фосфора и серы:

$x : y = n(P) : n(S) \approx 0,90166 : 2,2477$

4. Чтобы получить простейшее целочисленное соотношение, разделим оба значения на наименьшее из них (на $0,90166$):

Для $x$ (фосфор): $\frac{0,90166}{0,90166} = 1$

Для $y$ (сера): $\frac{2,2477}{0,90166} \approx 2,4929$

Получаем соотношение $x : y \approx 1 : 2,4929$. Это значение очень близко к $1 : 2,5$ или $1 : \frac{5}{2}$.

5. Чтобы привести соотношение к целым числам, умножим обе части на 2:

$x = 1 \cdot 2 = 2$

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

Таким образом, простейшее целочисленное соотношение атомов фосфора и серы в соединении составляет 2:5. Простейшая формула соединения - $P_2S_5$.

Ответ: Простейшая формула соединения - $P_2S_5$.