Дано: ω1(Mn)=77,46%, или 0,7746, ω2(Mn)=49,55%, или 0,4955
Найти: формулы оксидов MnхОу -?
Решение.
І способ
1. Вычисляем массовые доли кислорода в оксидах.
ω1(О)=1-ω1(Mn)=1-0,7746=0,2254
ω2(О)=1-ω2(Mn)=1-0,4955=0,5045
2. Отношение количества атомов находят как деление числовых значений массовых долей химических элементов, входящих в состав данного соединения, на их относительные атомные массы:
x:у=ω1(Mn)/Ar(Mn) : ω1(О)/Ar(О)=0,7746/55 : 0,2254/16=0,014084:0,014084=1:1
С вычисления видно, что в данном веществе на один атом марганца приходится один атом кислорода, следовательно химическая формула основного оксида MnO.
x:у= ω2(Mn)/Ar(Mn) : ω2(О)/Ar(О)=0,4955/55 : 0,5045/16=0,00900909:0,03153125
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что меньшее число (0,03153125) равно единице и большее число делим на него:
х:у=(0,00900909/0,00900909) : (0,03153125/0,00900909)=1:3,5
Приведем к ближайшему целому числу соотношение, умножив его на 2, получим:
х:у=(1•2) : (3,5•2)=2:7
С вычисления видно, что в данном веществе на два атома марганца приходится семь атомов кислорода, следовательнохимическая формула кислотного оксида Mn2O7.
ІІ способ
1. С формулы вычисления массовой доли элемента ω(Mn)=xAr(Mn):M(MnxOу) выражаем молярную массу для основного оксида:
M(MnxOу)=xAr(Mn)/ω(Mn)=55х/0,7746=71х
По определению M(MnxOу)=xAr(Mn)+yAr(O)=55x+16y
Приравняем левую и правую части выражений, получим уравнение:
71х=55х+16у, отсюда х=у=1, что соответствует формуле MnO
2. С формулы вычисления массовой доли элемента ω(Mn)=xAr(Mn):M(MnxOу) выражаем молярную массу для кислотного оксида:
M(MnxOу)=xAr(Mn)/ω(Mn)=55х/0,4955=111х
По определению M(MnxOу)=xAr(Mn)+yAr(O)=55x+16y
Приравняем левую и правую части выражений, получим уравнение:
111х=55х+16у,
111х-55х=16у
56х=16у
у=56х:16
у=3,5х
Приведем к ближайшему целому числу соотношение, умножив его на 2, получим:
2у=7х, отсюда по свойству пропорции х:у=2:7, что соответствует формуле Mn2O7
Ответ: формула основного оксида MnO и формула кислотного оксида Mn2O7.