Формула нитрата цинка

Определение и формула нитрата цинка

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Нитрат цинка – это сложное соединение неорганической природы, в обычных условиях представляющее собой бесцветные кристаллы (рис. 1).

Хорошо растворяется в воде (гидролизуется по катиону) и этиловом спирте. Образует кристаллогидраты состава Zn(NO₃)₂×H₂O, Zn(NO₃)₂×2H₂O, Zn(NO₃)₂×4H₂O, Zn(NO₃)₂×6H₂O и Zn(NO₃)₂×9H₂O.

Рис. 1. Нитрат цинка. Внешний вид.

Химическая формула нитрата цинка

Химическая формула нитрата цинка Zn(NO₃)₂. Она показывает, что в составе молекулы этого вещества находится один атом цинка (Ar = 65 а.е.м.), два атома азота (Ar = 14 а.е.м.) и шесть атомов кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу нитрата цинка:

Mr(Zn(NO₃)₂) = Ar(Zn) + 2×Ar(N) + 6×Ar(O);

Mr(Zn(NO₃)₂) = 65 + 2×14 + 6×16 = 65 + 28 + 96 = 189.

Структурная (графическая) формула нитрата цинка

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

Ионная формула

Нитрат цинка является электролитом, т.е. в водном растворе диссоциирует на ионы согласно следующему уравнению:

Zn(NO₃)₂ ↔ Zn²⁺ + 2NO₃^—.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

При полном сгорании некоторого количества углеводорода образовалось 14,08 г оксида углерода (IV) и 3,6 г воды. Найдите молекулярную формулу вещества, если относительная плотность его паров по водороду равна 39.

Решение

Составим схему реакции сгорания аминокислоты обозначив количество атомов углерода, водорода, кислорода и азота за «x», «у», «z» и «k» соответственно:

C_xH_y+ O_z→CO₂ + H₂O.

Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м.

m(C) = n(C)×M(C) = n(CO₂)×M(C) = [m(CO₂) / M(CO₂)]×M(C);

m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H₂O)×M(H) = [2×m(H₂O) / M(H₂O)]×M(H);

Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):

M(CO₂) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль;

M(H₂O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль.

Тогда,

m(C) = [14,8 / 44]×12 = 4,04 г;

m(H) = 2×3,6 / 18 ×1= 0,4 г.

Определим химическую формулу углеводорода:

x:y = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H);

x:y= 4,04/12 :0,4/1

x:y= 0,34 : 0,4 = 1 : 1.

Значит его простейшая формула CH, а молярная масса 13 г/моль [M(CH) = Ar(C) + Ar(H) = 12 + 1 =13 / моль].

Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по водороду:

M_substance = M(H₂) × D(H₂)_;

M_substance = 2 × 39 = 78 г/моль.

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

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

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

Ответ

C₆H₆

ПРИМЕР 2

Задание

При полном сгорании на воздухе 7,4 г кислородсодержащего органического соединения образовалось 6,72 л (н.у.) углекислого газа и 5,4 мл воды. Выведите формулу этого соединения.

Решение

Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у»и «z» соответственно:

C_xH_yO_z+ O_z→CO₂ + H₂O.

m(C) = n(C)×M(C) = n(CO₂)×M(C) = [V(CO₂) / V_m]×M(C);

m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H₂O)×M(H) = [2×m(H₂O) / M(H₂O)]×M(H);

m(H) =[2×V(H₂O)×M(H) / M(H₂O)×1 (г/мл)].

M(CO₂) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль;

M(H₂O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль.

Тогда,

m(C) = [6,72 / 22,4]×12 = 3,6 г;

m(H) = [2×5,4 ×1 / 18 ×1 (г/мл)] = 0,6 г.

m(O) = m(C_xH_yO_z) – m(C) – m(H) = 7,4 – 3,6 – 0,6 = 3,2 г.

Определим химическую формулу соединения:

x:y:z = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(O)/Ar(O);

x:y:z= 3,6/12 :0,6/1 :3,2/16;

x:y:z= 0,3 : 0,6 : 0,2 = 1,5: 3 : 1 = 3 : 6 : 2.

Значит простейшая формула соединения C₃H₆O₂ и молярная масса 64 г/моль

M(C₃H₆O₂) = 3×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);

M(C₃H₆O₂) = 3×12 + 6×1 + 2×16 ;

M(C₃H₆O₂) = 26 + 6 + 32 = 64 /моль].