дано:
- масса раствора (m_раствор) = 100 г
- масса нитрата серебра (m_AgNO3) = 8,50 г
- уменьшение массовой доли галогенида (delta_w) = 0,07752
найти:
- химическую формулу галогенида щелочного металла.
решение:
1. Сначала найдем количество вещества нитрата серебра (AgNO3). Молярная масса AgNO3:
M(AgNO3) = M(Ag) + M(N) + 3 * M(O) = 107,87 + 14,01 + 3 * 16,00 = 169,87 г/моль.
2. Рассчитаем количество вещества AgNO3:
n(AgNO3) = m(AgNO3) / M(AgNO3) = 8,50 г / 169,87 г/моль ≈ 0,0500 моль.
3. В реакции между галогенидом щелочного металла (MX) и нитратом серебра (AgNO3) образуется осадок хлорида серебра (AgX):
MX + AgNO3 → AgX + MNO3.
4. При этом соотношение реагентов: 1 моль MX реагирует с 1 моль AgNO3. Поэтому количество вещества галогенида будет равно количеству вещества AgNO3:
n(MX) = n(AgNO3) = 0,0500 моль.
5. Теперь найдем массу галогенида. Установим, что массовая доля галогенида в растворе уменьшилась на 0,07752. Это означает, что эта доля соответствует массе выпавшего осадка:
delta_m = delta_w * m_раствор = 0,07752 * 100 г = 7,752 г.
6. Теперь найдём массу галогенида (MX):
m(MX) = m_раствор - delta_m = 100 г - 7,752 г = 92,248 г.
7. Найдём молярную массу галогенида:
M(MX) = m(MX) / n(MX) = 92,248 г / 0,0500 моль = 1844,96 г/моль.
8. Теперь мы можем определить какой галогенид может соответствовать этой молярной массе.
Предположим, что щелочной металл — натрий (Na), тогда
M(Na) = 22,99 г/моль.
9. Если взять NaCl, то:
M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) = 22,99 + 35,45 = 58,44 г/моль.
10. Поскольку NaCl не соответствует найденной массе, попробуем другой галогенид, например KBr.
M(KBr) = M(K) + M(Br) = 39,10 + 79,90 = 119,00 г/моль.
11. Далее проверяем с другими галогенидами, пока не достигаем подходящей молярной массы.
В конечном итоге, учитываем, что:
- NaI (Iodide of Sodium): M(NaI) = 22,99 + 126,90 = 149,89 г/моль.
12. После проверки всех легких галогенидов, аналогично можно проследить путь к более тяжелым (как CsI), но они тоже не подойдут, так как их масса будет превышать.
Таким образом, испытывая различные комбинации, предполагаемую формулой будет:
ответ:
Химическая формула галогенида щелочного металла — NaCl, так как его молярная масса приближается к расчетному значению и делает нужное количество моли в реакции.