Дано:
1. Массовая доля бора (B) в соединении = 78,14%
2. Плотность газообразного соединения примерно равна плотности азота (N2), которая при нормальных условиях составляет примерно 1,25 г/л.
Найти: химическую формулу газообразного соединения бора с водородом.
Решение:
1. Обозначим химическую формулу соединения как BxHy, где x и y – количество атомов бора и водорода соответственно.
2. Сумма массовых долей элементов в соединении:
- Масса бора: x * 10,81 г/моль (молярная масса бора)
- Масса водорода: y * 1,01 г/моль (молярная масса водорода)
3. Общая молярная масса соединения:
M(BxHy) = x * 10,81 + y * 1,01
4. Используя массовую долю бора:
(x * 10,81) / (x * 10,81 + y * 1,01) = 0,7814
5. Умножим обе стороны на (x * 10,81 + y * 1,01):
x * 10,81 = 0,7814 * (x * 10,81 + y * 1,01)
6. Раскроем скобки:
x * 10,81 = 0,7814 * x * 10,81 + 0,7814 * y * 1,01
7. Переносим все слагаемые, содержащее x, в одну сторону:
x * 10,81 - 0,7814 * x * 10,81 = 0,7814 * y * 1,01
x * 10,81 * (1 - 0,7814) = 0,7814 * y * 1,01
x * 10,81 * 0,2186 = 0,7814 * y * 1,01
8. Упрощаем уравнение для нахождения соотношения x и y:
x / y = (0,7814 * 1,01) / (10,81 * 0,2186)
9. Рассчитаем правую сторону:
x / y = 0,789 / 2,36 ≈ 0,334
10. Находим простые целые значения x и y. Примерное соотношение показывает, что можно взять x = 1 и y ≈ 3, то есть B1H3.
Ответ: Химическая формула газообразного соединения бора с водородом - BH3.