Дано:
- Масса кристаллогидрата: 78,46 г
- Масса сухого остатка после прокаливания: 81,9 г
- Процент безводной соли в сухом остатке: 31,5%
- Процент сульфата натрия (Na2SO4) в сухом остатке: 26%
- Доля кислорода в оксиде элемента(VI): 20,7%
Найти:
- Формулу кристаллогидрата.
Решение:
1. Найдем массу сухого остатка:
Масса безводной соли = 0,315 * 81,9 г = 25,8 г.
Масса сульфата натрия = 0,26 * 81,9 г = 21,3 г.
2. Рассчитаем общую массу сухого остатка:
Масса оксида элемента(VI) = Масса сухого остатка - Масса безводной соли - Масса сульфата натрия
= 81,9 г - 25,8 г - 21,3 г = 34,8 г.
3. Теперь определим количество моль каждого компонента.
- Для безводной соли (предположим, что это M):
М(M) = 25,8 г.
Если обозначить молекулярную массу M как M_M, то n(M) = 25,8 / M_M.
- Для сульфата натрия (Na2SO4):
М(Na2SO4) = 2*23 + 32 + 4*16 = 142 г/моль,
n(Na2SO4) = 21,3 г / 142 г/моль ≈ 0,150 моль.
- Для оксида элемента(VI) (предположим, что это MO3):
Доля кислорода = 20,7% в оксиде.
Это значит, что на 100 г оксида содержится 20,7 г кислорода, а следовательно, 79,3 г – это масса элемента.
Предположим, что это элемент X.
Количество молей оксида = 34,8 г / (M_X + 48), где M_X = масса элемента.
4. Установим соотношение:
Если 34,8 г оксида содержит 20,7% кислорода, то 20,7 г – это 0,5 моль O (по 16 г/моль).
Значит, 34,8 г оксида соответствует 0,5 моль O, и M_X рассчитывается следующим образом:
0,207 = 20,7 / (M_X + 48) → 20,7 = 0,207 * (M_X + 48) → M_X + 48 = 100 → M_X = 52 г/моль (это может быть углерод).
5. Подставляя значение, ищем формулу кристаллогидрата. Допустим, что у нас есть k молекул воды. Тогда:
M_кристаллогидрата = M_M + k * 18 = 78,46 г.
6. Находим массовую долю Na2SO4 в кристаллогидрате:
Поскольку 0,150 моль Na2SO4 содержится в кристаллогидрате, его масса равна 21,3 г.
7. В полученной соли будет присутствовать элемент Y, который может быть представлен формулой MYz·kH2O. Используя найденные массы и моли, мы можем подставить значения для получения:
MYz·kH2O = 25,8 г + z*M_Y + k*18 = 78,46 г.
8. Предполагая, что находимые значения соответствуют типичной кристаллогидратной формуле, можно записать возможный вариант формулы. Например, если кристаллогидрат имеет формулу Na2SO4·10H2O, это будет верным.
Ответ: Na2SO4·10H2O (декогидрат сульфата натрия).