Формула сульфата бария

Определение и формула сульфата бария

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сульфат бария в обычных условиях порошок белого цвета (рис. 1) (тяжелый), плавящийся и разлагающийся при сильном нагревании (температура плавления равна 1580° С).

Не растворяется в воде. Кристаллогидратов не образует. Малореакционноспособный, не реагирует с кислотами (кроме концентрированной серной). Восстанавливается углеродом при спекании.

Рис. 1. Сульфат бария. Внешний вид.

Химическая формула сульфата бария

Химическая формула сульфата бария BaSO₄. Она показывает, что в состав данной молекулы входят один атом бария (Ar = 137а.е.м.), один атом серы (Ar = 32 а.е.м.) и четыре атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу сульфата бария:

Mr(BaSO₄) = Ar(Ba) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(BaSO₄) = 137 + 32 + 4×16 = 169 + 64 = 233.

Структурная (графическая) формула сульфата бария

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

Ионная формула

Сульфат бария представляет собой электролит, который диссоциирует на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению реакции:

BaSO₄ ↔ Ba²⁺ + SO₄^2-.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

В оксиде хлора массой 3,66 г содержится 1,42 г хлора. Определите формулу оксида хлора.

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 хлора и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Cl)= 35,5 г/моль, а М(O) = 16 г/моль.

Определим массу кислорода в составе оксида хлора:

m(O) = m (Cl_xO_y) – m(Cl);

m(O) = 3,66 – 1,42 = 2,24 г.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

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

n (Cl) = 1,42 / 35,5 = 0,04 моль.

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

n (O) = 2,24 / 16 = 0,14 моль.

Найдем мольное отношение:

n(Cl) :n(O)= 0,04 : 0,14 = 1 : 3,5 = 2 : 7,

т.е. формула оксида хлора имеет вид Cl₂O₇.

Ответ

Cl₂O₇

ПРИМЕР 2

Задание

Химический анализ образца органического вещества массой 3,16 г показал, что в его состав входят 0,92 г углерода, 0,12 г водорода, 0,8 г кальция, а остальное – кислород. Составьте формулу этого соединения.

Решение

n = m / M.

Найдем молярные массы углерода водорода, кальция и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(С)= 12 г/моль, M(H) = 1 г/моль, M(Ca) = 40 г/моль, а М(O) = 16 г/моль.

Определим массу кислорода в составе вещества:

m(O) = m (C_xH_yCa_zO_w) – m(C)– m(H) – m(Ca);

m(O) = 3,16 – 0,92 – 0,12 – 0,8 = 1,32 г.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

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

n (C) = 0,92 / 12 = 0,08 моль.

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

n (H) = 0,12 / 1 = 0,12 моль.

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

n (Ca) = 0,8 / 40 = 0,02 моль.

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

n (O) = 1,32 / 16 = 0,0825 моль.

Найдем мольное отношение:

n(C) :n(H) : n(Ca) :n(O)=0,08 : 0,12 : 0,02 : 0,0825 = 4 : 6 : 1 : 4,

т.е. формула соединения углерода, водорода, кальция и кислорода имеет вид C₄H₆CaO₄или (CH₃COO)₂Ca. Это ацетат кальция.