Дано:
- Массовая доля водорода (H) в бинарном соединении = 0,1776.
- Валентность неизвестного элемента (X) = 3.
Найти:
- Формулу бинарного соединения.
Решение:
1. Обозначим массовую долю неизвестного элемента как W_X. Поскольку в соединении только два элемента, можно записать:
W_H + W_X = 1,
где W_H = 0,1776.
Следовательно:
W_X = 1 - 0,1776 = 0,8224.
2. Обозначим молярные массы водорода и неизвестного элемента:
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль.
- Обозначим молярную массу неизвестного элемента как M_X.
3. Теперь можем выразить массовую долю через молярные массы:
W_H = (n_H * M_H) / (n_H * M_H + n_X * M_X),
где n_H и n_X - количество моль водорода и неизвестного элемента соответственно.
Так как у нас 1 атом водорода (n_H = 1), то:
0,1776 = (1 * 1) / (1 * 1 + n_X * M_X).
Упрощаем уравнение:
0,1776 = 1 / (1 + n_X * M_X).
4. Перепишем уравнение:
0,1776(1 + n_X * M_X) = 1.
5. Раскроем скобки:
0,1776 + 0,1776 * n_X * M_X = 1.
6. Выразим n_X * M_X:
0,1776 * n_X * M_X = 1 - 0,1776,
0,1776 * n_X * M_X = 0,8224.
7. Разделим обе стороны на 0,1776:
n_X * M_X = 0,8224 / 0,1776 ≈ 4,63.
8. Поскольку валентность X равна 3, мы можем приравнять n_X к 3, так как в бинарном соединении валентность элемента определяет его количество:
n_X = 3.
9. Подставляем в уравнение:
3 * M_X = 4,63.
10. Найдем M_X:
M_X = 4,63 / 3 ≈ 1,54 г/моль.
11. Это значение близко к молярной массе углерода (C), которая равна 12 г/моль. Однако учитывая, что валентность 3, это может указывать на элемент с другой массой, например, азот (N) с молярной массой около 14 г/моль.
12. Учитывая фактические значения, принимаем, что элемент с валентностью 3 — это, возможно, алюминий (Al) или фосфор (P) с валентностью 3 или другие элементы, но с учетом значений массы, выбираем для простоты.
13. Найдем формулу бинарного соединения: исходя из соотношения H:X (где X – неизвестный элемент) с учетом валентности:
Если X имеет валентность 3, а H – 1, тогда формула будет:
HX3, где X – элемент с валентностью 3.
Ответ:
Формула бинарного соединения: H3X, где X является элементом с валентностью 3 (например, бор B или другой соответствующий элемент).