Формула сернистого газа

Определение и формула сернистого газа

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сернистый газ (оксид серы (IV), диоксид серы) в обычных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (температура плавления равна (-75,5^oC), кипения – (-10,1^oC).

Растворимость оксида серы (IV) в воде весьма велика (при обычных условиях около 40 объемов SO₂ на один объем воды). Водный раствор диоксида серы называется сернистой кислотой.

Химическая формула сернистого газа

Химическая формула сернистого газа – SO₂. Она показывает, что в составе молекулы этого сложного вещества находится один атом серы (Ar = 32 а.е.м.) и два атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу сернистого газа:

Mr(SO₂) = Ar(S) + 2×Ar(O) = 32 + 2×16 = 32 + 32 = 64

Структурная (графическая) формула сернистого газа

Более наглядной является структурная (графическая) формула сернистого газа. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы. Строение молекулы SO₂ (рис. 1) аналогично строению молекулы озона O₃ (OO₂), но молекула отличается высокой термической устойчивостью.

Строение молекулы сернистого газа и ее структурная формула

Рис. 1. Строение молекулы сернистого газа с указанием валентных углов между связями и длин химических связей.

Электронные формулы

Электронные формулы, показывающие распределение электронов в атоме по энергетическим подуровням принято изображать только для отдельных химических элементов, однако для сернистого газа можно представить и такую формулу:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

В состав вещества входит 32,5% натрия, 22,5% серы и 45% кислорода. Выведите химическую формулу вещества.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (натрий), «у» (сера) и «z» (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:z = ω(Na)/Ar(Na) : ω(S)/Ar(S) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 32,5/23 : 22,5/32 : 45/16;

x:y:z= 1,4 : 0,7: 2,8 = 2 : 1: 4

Значит формула соединения натрия, серы и кислорода будет иметь вид Na₂SO₄. Это сульфат натрия.

Ответ

Na₂SO₄

ПРИМЕР 2

Задание

Магний соединяется с азотом, образуя нитрид магния, в массовом соотношении 18:7. Выведите формулу соединения.

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 магния и азота (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Mg) = 24 г/моль, а М(N) = 14 г/моль.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

n (Mg) = m (Mg) / M (Mg);

n (Mg) = 18 / 24 = 0,75 моль

n (N) = m (N) / M (N);

n (N) = 7 / 14 = 0,5 моль

Найдем мольное отношение:

n(Mg) :n(N) = 0,75: 0,5 = 1,5 :1 = 3:2,

т.е. формула соединения магния с азотом имеет вид Mg₃N₂.