Как по массовым долям элементов определять формулу вещества?
1. Избавимся от процентов (см рис ⬆️)
2. Массовая доля компонента пропорциональна количеству его вещества и его молярной массе. Тогда, чтобы получить отношение количеств вещества компонентов n(C) : n(H) мы поделим массовые доли на молярные массы*:
n(C) : n(H) = 0,9231/12 : 0,0769/1 = 0,0769 : 0,0769.
Видим, что эти величины относятся друг к другу как 1 : 1.
3. Из этого соотношения вытекает простейшая формула: CH.
Это может быть ацетилен С₂H₂ 🔥 или бензол C₆H₆ 🔯 или что-то еще с тем же соотношением углерода и водорода.
Более сложный случай
Углерод 48.6%, кислород 43.2%, водород 8.11%.
Аналогичными действиями получаем:
n(C) : n(O) : n(H) = 0,0405 : 0,027 : 0,0811 -
здесь соотношение чисел неочевидно. Воспользуемся математическим фактом: числа в пропорции можно домножать и делить на что угодно, при этом их отношение сохранится (разумеется, если делить и домножать на одно и то же число). Часто помогает просто поделить все числа на самое маленькое, но здесь получаем:
n(C) : n(O) : n(H) = 1,5 : 1 : 3,0037
последнее число очень близко к тройке, такие числа возникают из-за округлений в условии задачи, и здесь их тоже можно округлить:
n(C) : n(O) : n(H) = 1,5 : 1 : 3,
А вот 1,5 округлять нельзя, чтобы получить соотношение целых чисел, домножим теперь пропорцию на 2:
n(C) : n(O) : n(H) = 3 : 2 : 6,
формула C₂O₃H₆, это, например, пропионовая кислота.
*из этого уравнения не следует понимать, будто количество вещества компонента равно массовой доли, деленной на молярку:
n(C) = ω(С) / M(С), нет, они лишь пропорциональны:
n(C) ~ ω(С) / M(С)
Но вот отношения взаимно пропорциональных величин равны, этим мы и воспользовались в уравнении выше.
1. Избавимся от процентов (см рис ⬆️)
2. Массовая доля компонента пропорциональна количеству его вещества и его молярной массе. Тогда, чтобы получить отношение количеств вещества компонентов n(C) : n(H) мы поделим массовые доли на молярные массы*:
n(C) : n(H) = 0,9231/12 : 0,0769/1 = 0,0769 : 0,0769.
Видим, что эти величины относятся друг к другу как 1 : 1.
3. Из этого соотношения вытекает простейшая формула: CH.
Это может быть ацетилен С₂H₂ 🔥 или бензол C₆H₆ 🔯 или что-то еще с тем же соотношением углерода и водорода.
Более сложный случай
Углерод 48.6%, кислород 43.2%, водород 8.11%.
Аналогичными действиями получаем:
n(C) : n(O) : n(H) = 0,0405 : 0,027 : 0,0811 -
здесь соотношение чисел неочевидно. Воспользуемся математическим фактом: числа в пропорции можно домножать и делить на что угодно, при этом их отношение сохранится (разумеется, если делить и домножать на одно и то же число). Часто помогает просто поделить все числа на самое маленькое, но здесь получаем:
n(C) : n(O) : n(H) = 1,5 : 1 : 3,0037
последнее число очень близко к тройке, такие числа возникают из-за округлений в условии задачи, и здесь их тоже можно округлить:
n(C) : n(O) : n(H) = 1,5 : 1 : 3,
А вот 1,5 округлять нельзя, чтобы получить соотношение целых чисел, домножим теперь пропорцию на 2:
n(C) : n(O) : n(H) = 3 : 2 : 6,
формула C₂O₃H₆, это, например, пропионовая кислота.
*из этого уравнения не следует понимать, будто количество вещества компонента равно массовой доли, деленной на молярку:
n(C) = ω(С) / M(С), нет, они лишь пропорциональны:
n(C) ~ ω(С) / M(С)
Но вот отношения взаимно пропорциональных величин равны, этим мы и воспользовались в уравнении выше.