Формула гидрокарбоната кальция

Определение и формула гидрокарбоната кальция

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Гидрокарбонат кальция представляет собой неустойчивое соединение, хорошо растворимое в воде (обусловливает временную жесткость водопроводной воды).

При нагревании до температуры 60^oC и выше разлагается и переходит в нерастворимый в воде карбонат кальция.

Химическая формула гидрокарбоната кальция

Химическая формула гидрокарбоната кальция имеет вид Ca(HCO₃)₂. Она показывает, что в состав данной молекулы входят два атома углерода (Ar = 12 а.е.м.), два атома водорода (Ar = 1 а.е.м.), один атома кальция (Ar = 40 а.е.м.) и шесть атомов кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу гидрокарбоната кальция:

Mr(Ca(HCO₃)₂) = Ar(Ca) + 2×Ar(H) + 2×Ar(C) + 6×Ar(O);

Mr(Ca(HCO₃)₂) = 40 + 2×1 +2×12 + 6×16 = 40 + 2 + 24 + 96 = 162.

Графическая (структурная) формула гидрокарбоната кальция

Структурная (графическая) формула является более наглядной, она отражает то, как атомы связаны между собой внутри молекулы гидрокарбоната кальция (рис. 1).

Рис. 1. Графическая формула гидрокарбоната кальция.

Ионная формула

Гидрокарбонат кальция – сильный электролит. В водном растворе под действием электрического тока он диссоциирует на ионы согласно следующему уравнению:

Ca(HCO₃)₂ ↔ Ca²⁺ + 2HCO₃^—.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Элементарный состав вещества следующий: массовая доля элемента железа 0,7241 (или 72,41%), массовая доля кислорода 0,2759 (или 27,59%). Выведите химическую формулу.

Решение

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

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обозначим число атомов железа в молекуле через «х», число атомов кислорода через «у».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов железа и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Ar(Fe) = 56; Ar(O) = 16.

Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения:

x:y= ω(Fe)/Ar(Fe) : ω(O)/Ar(O);

x:y = 72,41/56 : 27,59/16;

x:y = 1,29 : 1,84.

Наименьшее число примем за единицу (т.е. все числа разделим на наименьшее число 1,29):

1,29/1,29 : 1,84/1,29;

1 : 1,5 = 2 : 3.

Следовательно, простейшая формула соединения железа с кислородом имеет вид Fe₂O₃.

Ответ

Fe₂O₃

ПРИМЕР 2

Задание

Найдите химическую формулу вещества, в состав которого входит 9 массовых частей алюминия и 8 массовых частей кислорода.

Решение

Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу:

n = m / M.

Найдем молярные массы алюминия и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Al)= 27 г/моль, а М(O) = 16 г/моль.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

n (Al) = m (Al) / M (Al);

n (Al) = 9 / 27 = 0,33 моль.

n (O) = m (O) / M (O);

n (O) = 8 / 16 = 0,5 моль.

Найдем мольное отношение:

n(Al) :n(O) = 0,33 : 0,5= 1 : 1,5 = 2 : 3,

т.е. формула соединения алюминия с кислородом имеет вид Al₂O₃.