дано:
массовая доля кислорода в кристаллогидрате = 71,58 %
найти:
формулу кристаллогидрата и его название по систематической номенклатуре
решение:
1. Обозначим формулу кристаллогидрата как H2SO4 * nH2O, где n – количество молекул воды кристаллизации.
2. Рассчитаем массу одного моль серной кислоты (H2SO4) и воды (H2O):
- Молярная масса H2SO4 = 2 * 1 + 32 + 4 * 16 = 98 г/моль
- Молярная масса H2O = 2 * 1 + 16 = 18 г/моль
3. Общая масса одного моля кристаллогидрата будет равна:
масса кристаллогидрата = масса H2SO4 + n * масса H2O
масса кристаллогидрата = 98 + n * 18 г
4. Теперь найдем массовую долю кислорода в кристаллогидрате. В одной молекуле H2SO4 содержится 4 атома кислорода, а в n молекула воды содержится 1 * n атомов кислорода. Поэтому общее количество атомов кислорода:
общее количество кислорода = 4 + n
Общая масса кислорода в кристаллогидрате будет составлять:
масса кислорода = (4 + n) * 16 г
5. Подставим найденные значения в формулу для массовой доли кислорода в кристаллогидрате:
массовая доля кислорода = (масса кислорода / масса кристаллогидрата) * 100
Подставим все известные значения:
71,58 = [(4 + n) * 16] / [98 + n * 18] * 100
6. Упростим уравнение:
71,58 = (64 + 16n) / (98 + 18n) * 100
7. Умножим обе стороны на (98 + 18n):
71,58 * (98 + 18n) = 64 + 16n
7033,84 + 1288,44n = 64 + 16n
1272,44n = 7033,84 - 64
1272,44n = 6969,84
n ≈ 5,47
8. Поскольку n должно быть целым числом, округлим до ближайшего целого числа. n = 6.
Таким образом, формула кристаллогидрата будет H2SO4 * 6H2O.
ответ:
Формула кристаллогидрата – H2SO4 * 6H2O. Название по систематической номенклатуре – серная кислота гексагидрат.