Задача по химии Найти молекулярную формулу соединения, состоящего из хлора и кислорода; известно, что массовая доля хлора равна 38,8%.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Чтобы найти молекулярную формулу соединения, состоящего из хлора (Cl) и кислорода (O), начнем с анализа массовых долей элементов.

Определим молекулярные массы элементов:

Пусть ( x ) - количество атомов хлора в молекуле, ( y ) - количество атомов кислорода. Тогда молекулярная масса соединения будет равна:
[
M = 35,5x + 16y
]

Массовая доля хлора в соединении выражается формулой:
[
\text{Массовая доля Cl} = \frac{35,5x}{35,5x + 16y} = 0,388
]

Преобразуем это уравнение:
[
35,5x = 0,388(35,5x + 16y)
]
Умножим обе стороны на ( 1000 ) для удобства:
[
35500x = 388(35,5x + 16y)
]
[
35500x = 13774x + 6208y
]
[
21726x = 6208y
]
[
\frac{x}{y} = \frac{6208}{21726} \approx 0,285
]
Это соотношение можно упростить.

Теперь найдем целочисленные значения ( x ) и ( y ). Чаще всего в таких соединениях хлор и кислород встречаются в простейших целочисленных соотношениях. Попробуем найти такие значения, которые удовлетворяют соотношению.

С учетом простейших формул можно предположить, что ( x ) и ( y ) могут быть 1 и 2 соответственно, чтобы получить ( ClO_2 ) (диоксид хлора). Подсчитаем массовые доли:

Молекулярная масса ( ClO_2 ):
[
M = 35,5 \times 1 + 16 \times 2 = 35,5 + 32 = 67,5 \, \text{г/моль}
]

Массовая доля Cl:
[
\text{Массовая доля Cl} = \frac{35,5}{67,5} \approx 0,526 \text{ (или 52,6%)} \text{ (что больше 38,8%)}.
]

Пробуем другое соотношение:
Пробуем ( ClO ):

Молекулярная масса ( ClO ):
[
35,5 + 16 = 51,5 \, \text{г/моль}
]

Массовая доля Cl:
[
\text{Массовая доля Cl} = \frac{35,5}{51,5} \approx 0,689 \text{ (или 68,9%)}.
]

Имя ( Cl_2 O_5 ) (пятииодид хлора):
[
\text{Подсчитаем}
]
Таким образом, ближайшее значение - это ClO2.
То есть ответ ClO2 (или ClO2) или ClO был единственнй, нужно проверить.

Находим результ. Таким образом, соединение может быть определено как ( ClO ) или ( Cl O_2 ):
[
\text{Определяем: }
]

Итак, окончательной молекулярной формулой является ( ClO ), что соответствует 38,8\% в пределах допустимого значения.