Номер 623, страница 107 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

623. Ляпис используется в медицине для прижигания ран. Его лечебное действие заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов. В небольших концентрациях ляпис действует как противовоспалительное средство. Ляпис является солью азотной кислоты. Массовая доля металла в его составе равна 63,53 %, а его степень окисления равна +1. Определите химическую формулу ляписа.

Дано:

Ляпис — соль азотной кислоты

Массовая доля металла $w(Ме) = 63,53 \% = 0.6353$

Степень окисления металла = +1

Найти:

Химическую формулу ляписа.

Решение:

Ляпис является солью азотной кислоты ($HNO_3$). Кислотный остаток азотной кислоты — нитрат-ион ($NO_3^-$), его заряд равен -1.

Согласно условию, степень окисления металла (обозначим его как $Me$) в соединении равна +1. Следовательно, ион металла имеет заряд +1 ($Me^+$).

Для образования электронейтральной молекулы соли на один катион металла $Me^+$ должен приходиться один нитрат-анион $NO_3^-$. Таким образом, общая формула ляписа — $MeNO_3$.

Массовая доля элемента в соединении, $w(Me)$, вычисляется как отношение атомной массы металла, $Ar(Me)$, к молекулярной массе всего соединения, $M(MeNO_3)$:

$w(Me) = \frac{Ar(Me)}{M(MeNO_3)}$

Молекулярная масса соединения $M(MeNO_3)$ равна сумме атомных масс входящих в него элементов: $M(MeNO_3) = Ar(Me) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O)$. Используя относительные атомные массы азота ($Ar(N) \approx 14$) и кислорода ($Ar(O) \approx 16$), получим:

$M(MeNO_3) = Ar(Me) + 14 + 3 \cdot 16 = Ar(Me) + 62$

Подставим известные значения в формулу для массовой доли и выразим $Ar(Me)$:

$0.6353 = \frac{Ar(Me)}{Ar(Me) + 62}$

Решим это уравнение:

$0.6353 \cdot (Ar(Me) + 62) = Ar(Me)$

$0.6353 \cdot Ar(Me) + 39.3886 = Ar(Me)$

$39.3886 = Ar(Me) - 0.6353 \cdot Ar(Me)$

$39.3886 = Ar(Me) \cdot (1 - 0.6353)$

$39.3886 = 0.3647 \cdot Ar(Me)$

$Ar(Me) = \frac{39.3886}{0.3647} \approx 108$ а.е.м.

В Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева элемент с относительной атомной массой, близкой к 108, — это серебро ($Ag$). Его атомная масса составляет 107.87 а.е.м., а наиболее характерная степень окисления равна +1, что соответствует условию задачи.

Следовательно, искомый металл — серебро, а химическая формула ляписа — нитрат серебра.

Ответ: Химическая формула ляписа — $AgNO_3$.