Вывод химической формулы вещества по его количественному составу

Для того чтобы вывести простейшую химическую формулу вещества, необходимо знать весовой состав и атомные массы образующих его элементов.

Пример 1. В состав сульфата натрия входят: Na – 32,43 %, S – 22,55 %, О – 45,02 %. Вывести простейшую формулу вещества.

Решение. Расчет удобно делать в виде таблицы:

Элемент	Процентный состав	Весовой состав, г	Молярные массы атомов	Состав вещества (моль атомов)	Наименьшие целые числа, представляющие собой отношение количества вещества, а следовательно, и атомов в молекуле вещества	Химическая формула
Na	32,43	32,43		1,41		Na2SO4
S	22,55	22,55		0,705
O	45,02	45,02		2,814

Для того чтобы было легче подобрать целые числа грамм-атомов, дробные значения нужно разделить на наименьшее из них:

Na₂SO₄

Расчет химической формулы по схеме, представленной в приведенной таблице, можно вести и в углеродных единицах.

Если известна молекулярная масса вещества и содержание отдельных элементов (в %), нетрудно установить его химическую формулу.

Пример 2. Ацетилен имеет состав: 92,3 % С и 7,7 % Н. 1 литр ацетилена весит 1,17 г (н.у.)

Решение: Плотность ацетилена по водороду D_H=1,17:0,09=13. Молекулярный вес газа по формуле M=2D равен 26 у.е. Из этого количества 92,3 % приходится на долю углерода, что составляет 24 у.е. На долю водорода приходится 26 у.е.–24 у.е.=2 у.е.; 24 у.е. углерода – это вес двух атомов С; 2 у.е. – это вес двух атомов Н. Следовательно, молекулярная формула ацетилена – С₂Н₂.

Задачи

1. Формалин (формальдегид), уксусная и молочная кислоты, а также глюкоза имеют одинаковый состав: 40,01 % С, 6,66 % Н и 53,33 % О. Молекулярные массы этих веществ соответственно равны: 30, 60, 90 и 180 у.е. Вывести их молекулярные формулы.

2. Красящее вещество крови – гематин – содержит 64,6 % С; 5,2 % Н; 12,6 % О; 8,8 % N и 8,8 % Fe. Молекулярная масса указанного вещества 633. Вывести формулу гематина.

3. 1 литр паров фосгена весит4,42 г (н.у.). Фосген содержит 12,13 % C; 16,17 % О и 71,70 % Сl. Вывести его формулу.

4. 1 литр паров некоторого вещества при нормальном давлении и температуре 800⁰С весит 1,523 г. Процентный состав вещества: Al – 20.2 % и Cl – 79,8 %. Вывести формулу вещества.

5. Вещество содержит (по массе) 26,53 % калия, 35,37 % хрома и 38,10 % кислорода. Найти его простейшую формулу.

6. Найти формулу кристаллогидрата хлорида бария, зная, что 36,6 г соли при прокаливании теряют в массе 5,4 г.

7.Найти молекулярную формулу масляной кислоты, содержащей (по массе) 54,5 % углерода, 36,4 % кислорода и 9,1 % водорода, зная, что плотность ее паров по водороду равна 44.

8. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего (по массе) 93,75 % углерода и 6,25 % водорода, если плотность этого вещества по воздуху равна 4,41.

9. При сгорании 4,3 г углеводорода образовалось 13,2 г СО₂. Плотность пара углеводорода по водороду равна 43. Вывести молекулярную формулу вещества.

10. При полном сгорании навески органического бромсодержащего вещества массой 1,88 г получено 0,88 г СО₂ и 0,3 г Н₂О. После превращения всего брома, содержащегося в навеске, в бромид серебра, получено 3,76 г AgBr. Плотность паров вещества по водороду равна 94. Определить молекулярную формулу исследуемого вещества.

11. При взрыве смеси, полученной из одного объема некоторого газа и двух объемов кислорода, образуются два объема СО₂ и один объем N₂. Найти молекулярную формулу газа.

12. Найти молекулярную формулу соединения бора с водородом, если масса 1 литра этого газа равна массе 1 литра азота, а содержание бора в веществе составляет 78,2 % (масс.)

13. Вещество содержит азот (массовая доля 82,36 %) и водород. Молекулярная масса его равна 17 г/моль. Найдите молекулярную формулу этого вещества.

14. Молекулярная масса вещества 34. Состав вещества: 5,9 % Н; 94,1 % О. Установите его молекулярную формулу.

15. Газообразное вещество содержит 85,7 % углерода и 14,3 % водорода. Плотность этого вещества по водороду равна 14. Какова молекулярная формула вещества?