Формула основного оксида
Определение и формула основного оксида
К числу оксидов относятся соединения элементов с кислородом, в которых степень окисления кислорода равна (-2). Существуют также пероксиды, содержащие ионы О22- (Na2O2, BaO2) и О2— (KO2).
Различают основные, кислотные и амфотерные оксиды. Основные (или солеобразные/солеобразующие) оксиды характеризуются ионной или сильно полярной химической связью (Na2O, CaO и др.). При взаимодействии с водой образуют гидроксиды – основания, а при взаимодействии с с кислотами (или кислотными оксидами) — соли:
Na2O + H2O = 2NaOH;
Na2O + CO2 = Na2CO3;
Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O.
Основные оксиды – это оксиды металлов IA (Li, Na, K ит.д.), IIA (Mg, Ca, Ba идр.) групп Периодической таблицы Д.И. Менделеева, а также оксиды переходных металлов в низших степенях окисления (MnO, SrO).
Для того, чтобы составить формулу основного оксида необходимо соблюдать следующую последовательность действий (рассмотрим подробно на примере оксида железа (III)):
- Изображаем химические знаки элементов, входящих в состав оксида
FeO
- Проставляем над знаком каждого элемента валентность римской цифрой:
FeIIIOII
- Находим наименьшее общее кратное чисел единиц валентностей (II × III) = 6
- Делим наименьшее общее кратное на число единиц валентности каждого элемента в отдельности (полученные частные и будут индексами в формуле)
6 : 2 = 3;
6 : 3 = 2;
Fe2O3.
Примеры решения задач
| Задание | Определите состав английской (горькой) соли, используемой медиками, если она содержит 9,86% магния, 13,01% серы, 71,40% кислорода и 5,73% водорода. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим число атомов магния в молекуле через «х», серы — «у», кислорода – «z» и водорода «w». Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов магния, серы, кислорода и водорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(Mg) = 24; Ar(H) = 1; Ar(S) = 32; Ar(O) = 16. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: x:y:z:w= ω(Mg)/Ar(Mg) : ω(S)/Ar(S) : ω(O)/Ar(O) : ω(H)/Ar(H); x:y:z:w= 9,86%/24 : 13,01%/32 : 71,40%/16 : 5,73%/1; x:y:z:w= 0,41 : 0,41 : 4,46 : 5,73; Наименьшее число примем за единицу (т.е. все числа разделим на наименьшее число 0,41): 1 :1 : 11 : 14. Следовательно, простейшая формула соединения магния, серы, кислорода и водорода имеет вид MgSO11H14. |
| Ответ | MgSO11H14 |
| Задание | Фторотан, применяемый в медицине для наркоза, относится к классу галогенпроизводных и имеет относительную молекулярную массу 197,5. Элементарный состав его в массовых долях: С – 12,2%; Н – 0,51%; Br – 40,4%; F – 28,9%; Cl – 18,0%. Выведите эмпирическую формулу фторотана. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим число атомов углерода в молекуле через «х», водорода — «у», брома – «z», фтора — «w» и хлора «k» (CxHyBrzFwClk). Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов углерода, водорода, брома, фтора и хлора (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(С) = 12; Ar(H) = 1; Ar(Br) = 80; Ar(F) = 19; Ar(Cl) = 35,5. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: x:y:z:w:k= ω(C)/Ar(C) : ω(H)/Ar(H) : ω(Br)/Ar(Br) : ω(F)/Ar(F): ω(Cl)/Ar(Cl); x:y:z:w:k= 12,2/12 : 0,51/1 : 40,4/80 : 28,9/19: 18,0/35,5; x:y:z:w:k = 1 : 0,51 : 0,5 : 1,5 : 0,5; Наименьшее число примем за единицу (т.е. все числа разделим на наименьшее число 0,5): 2 : 1 : 1 : 3 : 1. Следовательно, простейшая формула соединения углерода, водорода, брома, фтора и хлора имеет вид C2HBrF3Cl, а молярная масса 197,5 г/моль [M(C2HBrF3Cl) = 2×Ar(C) + Ar(H) + Ar(Br) + 3×Ar(F)+ Ar(Cl) = 2×12 + 1 + 80 + 3×19 + 35,5 = 24 + 81 + 57 + 35,5 =197,5 г/моль]. Чтобы найти эмпирическую (истинную) формулу фторотана найдем отношение молярных масс (полученной и указанной в условии задачи): Msubstance / M(C2HBrF3Cl) = 197,5 / 197,5 = 1. Значит эмпирическая формула фторотана имеет вид C2HBrF3Cl. |
| Ответ | C2HBrF3Cl |
