Формула карбида кальция

Определение и формула карбида кальция

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Карбид кальция – бинарное соединение. В обычных условиях представляет собой белые кристаллы (технический продукт – буро-черного цвета из-за примеси угля) (рис. 1).

Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Полностью гидролизуется водой с выделением ацетилена. Восстановитель.

Технический карбид кальция. Внешний вид и формула

Рис. 1. Технический карбид кальция. Внешний вид.

Химическая формула карбида кальция

Химическая формула карбида кальция – CaC₂. Она показывает, что в составе молекулы этого сложного вещества находится один атома кальция (Ar = 40 а.е.м.), два атома углерода (Ar = 12 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу карбида кальция:

Mr(CaC₂) = Ar(Ca) + 2×Ar(C);

Mr(CaC₂) = 40 + 2×12 = 40 + 24 = 64

Структурная (графическая) формула карбида кальция

Более наглядной является структурная (графическая) формула карбида кальция. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы. Структурная формула карбида кальция имеет вид:

Для карбида кальция можно указать и ионную формулу:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

В состав вещества входят 2,2% водорода, 26,6% углерода и 71,2% кислорода. Молярная масса вещества равна 90 г/моль. Определите молекулярную формулу вещества.

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» (водород), «у» (углерод) 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(H)/Ar(H) : ω(C)/Ar(C) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 2,2/1 : 26,6/12 : 71,2/16;

x:y:z= 2,2 : 2,23: 4,45 = 1 : 1: 2

Значит формула соединения водорода, углерода и кислорода будет иметь вид HCO₂и молярную массу 45 г/моль [M(HCO₂) = Ar(H) + Ar(C) + 2×Ar(O) = 1 + 12 + 2×16= 13 + 32 = 45 г/моль].

Чтобы найти истинную формулу соединения найдем отношение его молярных масс:

M_substance / M(HCO₂) = 90 / 45 = 2

Значит индексы атомов водорода, углерода и кислорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид H₂C₂O₄. Это щавелевая кислота.

Ответ

H₂C₂O₄

ПРИМЕР 2

Задание

Два углеводорода имеют разные относительные молекулярные массы: 26 и 78, но одинаковый состав: 92,3% углерода и 7,7% водорода. Найдите молекулярные формулы углеводородов.

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» (углерод) и «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(C)/Ar(C) : ω(H)/Ar(H);

x:y= 92,3/12 : 7,7/1;

x:y= 7,69 : 7,7 = 1 : 1

Значит простейшая формула углеводорода имеет вид CH и молярную массу 13 г/моль [M(CH) = Ar(C) + Ar(H) = 12 +1 = 13 г/моль]. Чтобы найти истинную формулу соединения найдем отношение его молярных масс:

M_substance(1) / M(CH) = 26 / 13 = 2

Значит индексы атомов углерода и водорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C₂H₂. Это ацетилен.

M_substance(2) / M(CH) = 78 / 13 = 6

Значит индексы атомов углерода и водорода должны быть в 6 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C₆H₆. Это бензол.