Формула карбида алюминия

Определение и формула карбида алюминия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Карбид алюминия – бинарное соединение неорганической природы. Представляет собой порошок желтого цвета.

Частицы вещества имеют кристаллическую структуру.

Рис. 1. Карбид алюминия. Внешний вид.

Тугоплавкий (1400^oC).

Химическая формула карбида алюминия

Общая химическая формула карбида алюминия Al₄C₃. Химическая формула показывает качественные и количественный состав молекулы (сколько и каких атомов присутствует в ней): четыре атома алюминия (Ar = 276 а.е.м.) и три атома углерода (Ar = 12 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу вещества:

Mr(Al₄C₃) = 4×Ar(Al) + 3×Ar(C);

Mr(Al₄C₃) = 4×27 + 3×12 = 108 + 36 = 144.

Структурная (графическая) формула карбида алюминия

Структурная (графическая) формула карбида алюминия является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Молярная масса соединения азота с водородом равна 32 г/моль. Определите молекулярную формулу вещества, массовая доля азота в котором составляет 85,7%.

Решение

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

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Вычислим массовую долю водорода в соединении:

ω (H) = 100% — ω(N) = 100% — 85,7% = 14,3%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (азот), «у» (водород). 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(N)/Ar(N) : ω(H)/Ar(H);

x:y= 85,7/14 : 14,3/1;

x:y= 6,12 : 14,3= 1 : 2.

Значит простейшая формула соединения азота с водородом будет иметь вид NH₂ и молярную массу 16 г/моль [M(NH₂) = Ar(N) + 2×Ar(H) = 14+ 2×1 = 14 + 2 = 16 г/моль].

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

M_substance / M(NH₂) = 32 / 16 = 2.

Значит индексы атомов азота и водорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид N₂H₄. Это гидразин.

Ответ

N₂H₄

ПРИМЕР 2

Задание

Установите массовую формулу вещества, содержащего 26,5% калия, 35,4% хрома и 38,1% кислорода.

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» (хром) 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(Cr)/Ar(Cr) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 26,5/39 : 35,4/52 : 38,1/16;

x:y:z= 0,7 : 0,7:2,4 = 1 : 1: 4.

Значит формула соединения калия, хрома и кислорода будет иметь вид KCrO₄. Это хромат калия.