Формула ацетатов

Определение и формула ацетатов

Уксусная кислота представляет собой одноосновную кислоту, которая подвергается диссоциации в водном растворе согласно следующему уравнению:

CH₃COOH ↔ H⁺ + CH₃COO^—.

тем самым образуя соли – ацетаты (CH₃COO)Na – ацетат натрия, (CH₃COO)₂Ca – ацетат кальция, (CH₃COO)₃Al–ацетат алюминия и т.д.).

В обычных условиях ацетаты представляют собой твердые вещества кристаллической природы, хорошо растворимые в воде.

Химическая формула ацетатов

Химические формулы ацетатов рассмотрим на примере CH₃COONa – ацетата натрия, (CH₃COO)₂Ca – ацетата кальция, (CH₃COO)₃Al –ацетата алюминия. Химическая формула показывает качественный и количественный состав молекулы (сколько и каких атомов входит в конкретное соединение) По химической формуле можно вычислить молекулярную массу хлоридов (Ar(Na) = 23а.е.м., Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(Ca) = 40 а.е.м., Ar(Al) = 27а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м.):

Mr(CH₃COONa) = Ar(Na) + 2×Ar(C)+ 3×Ar(H)+ 2×Ar(O);

Mr(CH₃COONa) = 23 + 2×12 + 3×1 + 2×16 = 23 + 24 + 3 + 32 = 82.

Mr((CH₃COO)₂Ca) = Ar(Ca) + 4×Ar(C) + 6×Ar(H) + 4×Ar(O);

Mr((CH₃COO)₂Ca) = 40 + 4×12 + 6×1 + 4×16 = 40 + 48 + 6 + 64 = 158.

Mr(CH₃COO)₃Al) = Ar(Al) + 6×Ar(C) + 9×Ar(H) + 6×Ar(O);

Mr(CH₃COO)₃Al) = 27 + 6×12+ 9×1 + 6×16= 27 + 72 + 9 + 96 = 204.

Графическая (структурная) формула ацетатов

Структурная (графическая) формула является более наглядной. Рассмотрим структурные формулы ацетатов на примере все тех же CH₃COONa – ацетата натрия, (CH₃COO)₂Ca – ацетата кальция, (CH₃COO)₃Al –ацетата алюминия.

Рис. 1. Структурная формула ацетата натрия.

Рис. 2. Структурная формула ацетата кальция.

Рис. 3. Структурная формула ацетата алюминия.

Ионная формула

Ацетаты представляют собой средние соли способные диссоциировать на ионы в водном растворе:

CH₃COONa ↔ Na⁺ + CH₃COO^—;

(CH₃COO)₂Ca↔ Ca²⁺ + 2CH₃COO^—;

(CH₃COO)₃Al↔ Al³⁺ + 3CH₃COO^—.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Массовая доля фосфора в одном из его оксидов равна 56,4%. Плотность паров оксида по воздуху равна 7,59. Установите молекулярную формулу оксида.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Вычислим массовую долю кислорода в соединении:

ω (O) = 100% — ω(P) = 100% — 56,4% = 43,6%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (фосфор), «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y = ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O);

x:y= 56,4/31 : 43,6/16;

x:y= 1,82 : 2,725= 1 : 1,5 = 2 : 3.

Значит простейшая формула соединения фосфора с кислородом будет иметь вид P₂O₃ и молярную массу 94 г/моль [M(P₂O₃) = 2×Ar(P) + 3×Ar(O) = 2×31+ 3×16 = 62 + 32 = 94 г/моль].

Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по воздуху:

M_substance = M_air × D_air;

M_substance = 29 × 7,59 = 220 г/моль.

Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс:

M_substance / M(P₂O₃) = 220 / 94 = 2.

Значит индексы атомов фосфора и кислорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид P₄O₆.

Ответ

P₄O₆

ПРИМЕР 2

Задание

Определите молекулярную формулу соединения, содержащего 49,4% калия, 20,2% серы, 30,4% кислорода, если относительная молекулярная масса этого соединения в 3,95 раза больше относительной атомной массы кальция.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (калий), «у» (сера) и «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(S)/Ar(S) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 49,4/39 : 20,2/32 : 30,4/16;

x:y:z= 1,3 : 0,63:1,9 = 2 : 1: 3.

Значит простейшая формула соединения калия, серы и кислорода будет иметь вид K₂SO₃ и молярную массу 158 г/моль[M(K₂SO₃) = 2×Ar(K) + Ar(S) + 3×Ar(O) = 2×39 + 32 + 3×16 = 78 + 32 + 48 = 158 г/моль].

Найдем истинную молярную массу этого соединения:

M_substance = Ar(Ca) × 3,95 = 40 × 3,95 = 158 г/моль.

Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс:

M_substance / M(K₂SO₃) = 158 / 158 = 1.

Значит формула соединения калия, серы и кислорода имеет вид K₂SO₃.