Формула мрамора

Определение и формула мрамора

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Мрамор – это горная порода основу которой составляет кальцит, т.е. карбонат кальция.

В обычных условиях он представляет собой белый порошок (рис. 1) разлагающийся при прокаливании и плавящийся без разложения под избыточным давлением углекислого газа. Практически не растворяется в воде, не реагирует со щелочами. Разлагается кислотами, хлоридом аммония в растворе. Переводится в раствор избытком углекислого газа, образуя гидрокарбонат кальция.

Карбонат кальция (основа мрамора). Внешний вид и его формула

Рис.1. Карбонат кальция (основа мрамора). Внешний вид.

Химическая формула мрамора

Химическая формула карбоната кальция – CaCO₃. Она показывает, что в составе молекулы этого сложного вещества находится один атома кальция (Ar = 40 а.е.м.), один атом углерода (Ar = 12 а.е.м.)и три атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу карбоната кальция:

Mr(CaCO₃) = Ar(Ca) + Ar(C) + 3×Ar(O);

Mr(CaCO₃) = 40 + 12 + 3×16 = 52 +48 =100

Структурная (графическая) формула мрамора

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

Карбонат кальция представляет собой среднюю соль угольной кислоты, которая способна диссоциировать на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению:

CaCO₃ ↔ Ca²⁺ + CO₃^2-

В этой связи для карбоната кальция также можно указать и ионную формулу:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Образец соединения фосфора и брома массой 81,3 г содержит 0,3 моль фосфора. Найдите эмпирическую формулу соединения.

Решение

Рассчитаем массу фосфора в соединении (относительная атомная масса равна 31 а.е.м. и численно совпадает со значениями молекулярной и молярной масс):

m(P) = n(P) × M(P);

m(P) = 0,3 × 31 = 9,3 г

Определим массу брома в составе соединения:

m(Br) = m_substance – m(P);

m(Br) = 81,3 – 9,3 = 72 г

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

x:y = m(P)/Ar(P) : m(Br)/Ar(Br);

x:y= 9,3/31 : 72/80;

x:y= 0,3 : 0,9 = 1 : 3

Значит формула соединения фосфора и брома будет иметь вид PBr₃.

Ответ

PBr₃

ПРИМЕР 2

Задание

При нагревании некоторого вещества массой 1,225 г образовалось 0,745 г хлорида калия и выделился кислород объемом 0,336 л (н.у.). Найдите формулу соединения.

Решение

По массам хлорида калия и молекулярного кислорода находим количество вещества хлора, калия и кислорода. Однако, для начала рассчитаем молярные массы этих веществ. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):

M(KCl) = Ar(K) + Ar(Cl) = 39+ 35,5 = 74,5 г/моль;

M(O₂) = 2×Ar(O) = 2×16= 32 г/моль

KCl ↔ K⁺ + Cl^—,

значит, n(K) = n(Cl) и их массы также равны.

n (K) = n(Cl) = m(KCl) / M(KCl);

n (K) = n(Cl) = 0,74,5 / 74,5 = 0,01 моль

n (O) = V(O₂) / V_m×2;

n (O) = 0,336 / 22,4 × 2 = 0,03 моль

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (калий), «у» (хлор) и «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом:

x:y:z = n(K) : n(Cl) : n(O);

x:y:z= 0,01 : 0,01 : 0,03 = 1 : 1 : 3

Следовательно, простейшая формула соединения калия, хлора и кислорода имеет вид KClO₃. Это бертолетова соль.