Дано:
Массовая доля фосфора в оксиде: 56,4%
Плотность паров оксида по воздуху: 7,6
Найти:
Молекулярную формулу оксида
Решение с расчетом:
1. Найдем отношение массы фосфора к массе всего оксида:
Массовая доля фосфора = (масса фосфора / масса оксида) * 100%
56,4% = (масса фосфора / масса оксида) * 100%
2. Разделим обе части уравнения на 100%, получим:
0,564 = масса фосфора / масса оксида
3. Выразим массу фосфора через массу оксида:
масса фосфора = 0,564 * масса оксида
4. Установим молекулярную формулу оксида:
Пусть молекула оксида состоит из n атомов фосфора и m атомов кислорода.
Тогда молярная масса этого оксида будет равна:
M = n * M(фосфор) + m * M(кислород)
Заметим, что массовая доля фосфора в оксиде равна отношению массы фосфора к массе оксида:
56,4% = (n * M(фосфор)) / (n * M(фосфор) + m * M(кислород))
Упростим выражение, подставив молярные массы элементов:
56,4% = (n * 31) / (n * 31 + m * 16)
Перенесем переменные и преобразуем уравнение:
0,564n - 16m = 0
5. Рассчитаем отношение массы кислорода к массе оксида:
m(кислород) / м(оксид) = (100% - 56,4%) / 100% = 43,6% / 100% = 0,436
6. Найдем отношение плотности паров оксида к плотности воздуха:
Плотность паров оксида / Плотность воздуха = 7,6
7. Найдем отношение молярной массы оксида к молярной массе воздуха:
M(оксид) / M(воздух) = Плотность паров оксида / Плотность воздуха = 7,6
8. Используя формулу для молярной массы, выразим ее через количество атомов:
M = n * M(фосфор) + m * M(кислород) = (n + m) * M(атома)
M(оксид) / M(воздух) = (n + m) * M(атома_оксида) / M(атома_воздуха) = 7,6
9. Заметим, что масса одного атома кислорода равна 16 г/моль, масса одного атома фосфора равна 31 г/моль.
Подставляем значения в уравнения и решаем систему:
0,564n - 16m = 0
(n + m) * (31 + 16*0,436) / 28,96 = 7,6
Решив систему, получим: n = 4, m = 5
10. Следовательно, молекулярная формула оксида - P4O5.
Ответ:
Молекулярная формула оксида - P4O5.