Дано:
- Массовая доля водорода в соединении = 0,1776.
Найти:
- Химический элемент VA группы (пятой группы) периодической таблицы.
Решение:
1. Обозначим молекулярную формулу соединения как HxEy, где x - количество атомов водорода, y - количество атомов элемента E, и M(E) - молярная масса элемента E.
2. Масса водорода в соединении: m(H) = x * 1 г/моль.
Масса элемента E в соединении: m(E) = y * M(E).
3. Общая масса соединения:
M(compound) = m(H) + m(E) = x * 1 + y * M(E).
4. Массовая доля водорода в соединении определяется как:
0,1776 = m(H) / M(compound).
Подставим выражения для масс:
0,1776 = (x * 1) / (x + y * M(E)).
5. Упростим уравнение:
0,1776 * (x + y * M(E)) = x,
0,1776x + 0,1776y * M(E) = x,
0,1776y * M(E) = x - 0,1776x,
0,1776y * M(E) = 0,8224x.
6. Получаем соотношение:
M(E) = (0,8224 / 0,1776) * (1 / y) = 4,63 * (1 / y).
7. Поскольку E — это элемент VA группы, мы имеем следующие элементы: азот (N), фосфор (P), мышьяк (As), сурьма (Sb), висмут (Bi). Рассмотрим их молярные массы:
- N (азот) = 14 г/моль
- P (фосфор) = 31 г/моль
- As (мышьяк) = 74,92 г/моль
- Sb (сурьма) = 121,76 г/моль
- Bi (висмут) = 208,98 г/моль
8. Подставляя значения для каждого элемента и при условии, что y = 1 (один атом элемента):
- Для N: M(N) = 4,63 * (1 / 1) ≈ 4,63 (не подходит)
- Для P: M(P) = 4,63 * (1 / 1) ≈ 4,63 (не подходит)
- Для As: M(As) = 4,63 * (1 / 1) ≈ 4,63 (не подходит)
- Для Sb: M(Sb) = 4,63 * (1 / 1) ≈ 4,63 (не подходит)
- Для Bi: M(Bi) = 4,63 * (1 / 1) ≈ 4,63 (не подходит)
9. Попробуем y = 3 (для стандартных соединений, например, H3E):
- Для P: M(P) = (0,8224 / 0,1776) * (1 / 3) = 14,27 (может быть P).
- Для As: M(As) = (0,8224 / 0,1776) * (1 / 3) ≈ 24,42 (подходит к As).
Ответ:
Химический элемент, соответствующий массовой доле водорода 0,1776 в летучем соединении, является фосфор (P).