Формула серебра

Определение и формула серебра

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

В обычных условиях серебро представляет собой металл белого цвета с гранецентрированной кубической решеткой.

Серебро характеризуется исключительной пластичностью и превосходит другие металлы по теплопроводности и электрической проводимости. Плотность 10,5 г/см³. Температура плавления 961,2^oC, кипения 2170^oC.

Рис. 1. Серебро. Внешний вид.

Химическая формула серебра

Химическое обозначение серебра – Ag от латинского слова «argentum». Этот химический элемент расположен в пятом периоде в IВ группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Относится к элементамd-семейства. Металл. Относительная атомная масса серебра равна 107,8682 а.е.м.

Электронная формула серебра

В ядре атома серебра содержится 47 протонов и 61 нейтрон (массовое число равно 108). В атоме серебра есть пять энергетических уровней, на которых находятся 47 электронов (рис. 2).

Рис. 2. Строение атома серебра.

Электронная формула атома серебра в основном состоянии имеет следующий вид:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁹5s².

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

При сжигании 24,6 г вещества образовалось 26,88 л углекислого газа (при н.у.), 9 г воды и 2,24 л азота (при н.у.). 1 литр паров этого вещества (при н.у.) имеет массу 5,491 г. На основании данных условия задания проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу исходного органического вещества.

Решение

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

C_xH_yN_zO_w + O_z →CO₂ + H₂O + N₂.

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., Ar(N) = 14 а.е.м.

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

m(C) = [26,88 / 22,4]×12 = 14,4 г.

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

m(H) = [2×9 / 18]×1 = 1 г.

m(N) = n(N)×M(N) = 2×[V(N₂) / V_m];

m(N) = 2×[2,24 / 22,4] = 1,28 г.

m(O) = m(C_xH_yN_zO_w) – m(C) – m(H) – m(N) = 24,6 – 14,4 – 1 – 1,28 = 6,4 г

Определим химическую формулу соединения:

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

x:y:z:w= 14,4/12 : 1/1 : 1,28/14 : 6,4/16;

x:y:z:w= 1,2 : 1 : 0,09 : 0,4 = 13 : 11 : 1 : 4.

Значит простейшая формула соединения C₁₃H₁₁NO₄и молярную массу 30 г/моль [M(C₁₃H₁₁NO₄) = 13×Ar(C) + 11×Ar(H) +Ar(N) + 3× Ar(O) = 13×12 + 11×1 + 14 + 3×16 =156 + 11 + 14 + 48 = 229 г/моль].

Найдем истинную молярную массу органического вещества:

M(C_xH_yN_zO_w) = m(C_xH_yN_zO_w) × V_m/ V(C_xH_yN_zO_w);

M(C_xH_yN_zO_w) = 5491 × 22,4 / 1 = 123 г/моль.

Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение истинной и полученной молярных масс:

M(C_xH_yN_zO_w) / M(C₁₃H₁₁NO₄) = 123 / 229 = 0,5.

Значит индексы атомов углерода, водорода и кислорода должны быть умножены на 0,5, т.е. формула вещества будет иметь вид C₆H₅NO₂. Это нитробензол.

Ответ

C₆H₅NO₂

ПРИМЕР 2

Задание

Одноосновная карбоновая кислота содержит 26,1% углерода и 4,3% водорода. На основании данных условия задания произведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества.

Решение

Запишем молекулярную формулу одноосновной карбоновой кислоты в общем виде как C_xH_yO_w.

Известно, что

ω(С) — ω(H) — ω(O) = 100%.

Тогда, массовая доля кислорода в составе предельной одноосновной карбоновой кислоты будет рассчитываться как:

ω(O) =100% — ω(С) — ω(H);

ω(O) =100% — 26,1 – 4,3 = 69,6%.

Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения:

x:y:w = ω(С)/Ar(С) : ω (H)/Ar(H) : ω(O)/Ar(O);

x:y:w= 26,1/12 : 4,3/1 : 69,6/16;

x:y:w: = 2,18 : 4,3 : 4,35 = 1: 2 : 2.

Значит простейшая формула одноосновной карбоновой кислоты будет иметь вид CH₂O₂ или HCOOH. Это муравьиная кислота.