Формула кремниевой кислоты
Определение и формула кремниевой кислоты
Плотность – 3,71 г/см3. Не растворима в воде.
Рис. 1. Кремниевая кислота. Внешний вид.
Кремниевую кислоту получают в виде студенистой массы, содержащей воду или в виде коллоидного раствора (золя). Это очень слабая кислота, которая при нагревании легко распадается на оксид кремния (IV) и воду подобно угольной.
Химическая формула кремниевой кислоты
Химическая формула кремниевой кислоты H2SiO3. Она показывает, что в состав данной молекулы входят два атома водорода (Ar = 1 а.е.м.), один атом кремния (Ar = 28 а.е.м) и три атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу кремниевой кислоты:
Mr(H2SiO3) = 2×Ar(H) + Ar(Si) + 3×Ar(O);
Mr(H2SiO3) = 2×1 + 28 + 3×16 = 2 + 28 + 48 = 78
Графическая (структурная) формула кремниевой кислоты
Структурная (графическая) формула кремниевой кислоты является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2).
Рис. 2. Графическая формула кремниевой кислоты.
Кремниевая кислота построена из тетраэдрических структурных звеньев (в каждом таком звене атом кремния находится в центре тетраэдра, а по вершинам расположены атомы кислорода). Структурные звенья, объединяясь в цепи, образуют более устойчивые поликремниевые кислоты:
Ионная формула
Кремниевая кислота является двухосновной кислотой и способна диссоциировать на ионы в водном растворе ступенчато согласно следующим уравнениям:
H2SiO3 ↔ H+ + HSiO3—;
HSiO3— ↔ H+ + SiO32-
Примеры решения задач
| 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: Msubstance = Mair × Dair; Msubstance = 29 × 7,59 = 220 г/моль Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс: Msubstance / 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 |
| Задание | В натуральном жемчуге массовые отношения кальция, углерода и кислорода равны 10:3:12. Какова простейшая формула жемчуга? |
| 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 кальция, углерода и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Ca)= 40 г/моль, Ar(C)=12 г/моль, а М(O) = 32 г/моль. Тогда, количество вещества этих элементов равно: n (Ca) = m (Ca) / M (Ca); n (Ca) = 10 / 40 = 0,25 моль n (C) = m (C) / M (C); n (C) = 3 / 12 = 0,25 моль n (O) = m (O) / M (O); n (O) = 12 / 16 = 0,75 моль Найдем мольное отношение: n(Ca) :n(C):n(O) = 0,25 : 0,25 : 0,75= 1 : 1 : 3, т.е. формула соединения жемчуга имеет вид CaCO3. |
| Ответ | CaCO3 |
