дано:
- массовая доля кислорода в кристаллогидрате серной кислоты = 71,58 %
найти: формулу кристаллогидрата серной кислоты
решение:
1. Обозначим формулу кристаллогидрата как H2SO4 * nH2O, где n - количество молей воды кристаллизации.
2. Молярная масса серной кислоты (H2SO4) = 2 * 1 + 32 + 4 * 16 = 98 г/моль.
3. Молярная масса воды (H2O) = 2 * 1 + 16 = 18 г/моль.
4. Общая молярная масса кристаллогидрата будет равна:
M = 98 + n * 18 г/моль.
5. Масса кислорода в серной кислоте:
- В H2SO4 содержится 4 атома кислорода, поэтому масса кислорода в серной кислоте = 4 * 16 = 64 г.
6. Масса кислорода в воде:
- В каждой молекуле H2O содержится 1 атом кислорода, поэтому в n молях воды масса кислорода = n * 16 г.
7. Общая масса кислорода в кристаллогидрате:
- масса кислорода = 64 + n * 16 г.
8. Для нахождения массовой доли кислорода в кристаллогидрате используем формулу:
массовая доля кислорода = (масса кислорода / общая масса кристаллогидрата) * 100%.
Подставляем значения:
71,58 = (64 + n * 16) / (98 + n * 18) * 100%.
9. Упростим уравнение:
0,7158 = (64 + n * 16) / (98 + n * 18).
10. Переносим знаменатель:
0,7158 * (98 + n * 18) = 64 + n * 16.
11. Раскрываем скобки:
70,0384 + 0,7158n * 18 = 64 + n * 16.
12. Приводим все слагаемые к одной стороне:
0,7158n * 18 - n * 16 = 64 - 70,0384.
13. Получим:
12,89n - 16n = -6,0384.
14. Соединяем подобные:
-3,11n = -6,0384.
15. Нахождение n:
n ≈ 1,94.
Округляем n до ближайшего целого числа, получаем n = 2.
ответ: формула кристаллогидрата серной кислоты - H2SO4 * 2H2O.