Номер 1345, страница 208 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1345. Массовые доли кислорода, углерода и водорода в соли калия соответственно равны 32,60; 24,48; 3,081 %. Установите эмпирическую формулу этой соли.

Дано:

Соль калия, в которой массовые доли элементов составляют:

$\omega(O) = 32,60 \%$

$\omega(C) = 24,48 \%$

$\omega(H) = 3,081 \%$

Найти:

Эмпирическую формулу соли.

Решение:

1. Определим, какие элементы входят в состав соли. По условию это кислород (O), углерод (C), водород (H) и калий (K), так как это соль калия. Сумма массовых долей всех элементов в соединении должна быть равна 100%. Найдем массовую долю калия:

$\omega(K) = 100\% - (\omega(O) + \omega(C) + \omega(H))$

$\omega(K) = 100\% - (32,60\% + 24,48\% + 3,081\%) = 100\% - 60,161\% = 39,839\%$

2. Для установления формулы найдем соотношение количества вещества (в молях) каждого элемента. Допустим, у нас есть 100 г этой соли. Тогда массы элементов будут численно равны их массовым долям:

$m(K) = 39,839$ г

$m(C) = 24,48$ г

$m(H) = 3,081$ г

$m(O) = 32,60$ г

3. Вычислим количество вещества ($n$) для каждого элемента по формуле $n = \frac{m}{M}$, где $M$ — молярная масса элемента.

Используем молярные массы:

$M(K) \approx 39,1$ г/моль

$M(C) \approx 12,01$ г/моль

$M(H) \approx 1,008$ г/моль

$M(O) \approx 16,00$ г/моль

$n(K) = \frac{39,839 \text{ г}}{39,1 \text{ г/моль}} \approx 1,019$ моль

$n(C) = \frac{24,48 \text{ г}}{12,01 \text{ г/моль}} \approx 2,038$ моль

$n(H) = \frac{3,081 \text{ г}}{1,008 \text{ г/моль}} \approx 3,057$ моль

$n(O) = \frac{32,60 \text{ г}}{16,00 \text{ г/моль}} \approx 2,038$ моль

4. Найдем соотношение индексов в эмпирической формуле $K_x C_y H_z O_w$. Для этого разделим все полученные значения количества вещества на наименьшее из них (в данном случае $n(K) \approx 1,019$ моль):

$x \text{ (K)} : y \text{ (C)} : z \text{ (H)} : w \text{ (O)} = n(K) : n(C) : n(H) : n(O)$

$x : y : z : w = \frac{1,019}{1,019} : \frac{2,038}{1,019} : \frac{3,057}{1,019} : \frac{2,038}{1,019}$

$x : y : z : w \approx 1 : 2,00 : 2,99 : 2,00$

5. Округляя до целых чисел, получаем простейшее соотношение атомов:

$x : y : z : w = 1 : 2 : 3 : 2$

Следовательно, эмпирическая формула соли — $KC_2H_3O_2$. Это формула ацетата калия ($CH_3COOK$).

Ответ: $KC_2H_3O_2$.