Формула сульфата калия

Определение и формула сульфата калия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сульфат калия (арканит) в обычных условиях представляет собой мелкие бесцветные кристаллы ромбической сингонии (рис. 1).

Термически устойчив (температура плавления 1074^oC, кипения – свыше 2000^oC).

Рис. 1. Сульфат калия. Внешний вид.

Хорошо растворяется в воде (не гидролизуется). Кристаллогидратов не образует. Нерастворим в растворах концентрированных растворах щелочей или чистом этаноле. Восстанавливается водородом и углеродом.

Химическая формула сульфата калия

Химическая формула сульфата калия K₂SO₄. Она показывает, что в состав данной молекулы входят один атома калия (Ar = 39 а.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 калия:

Mr(K₂SO₄) = Ar(K) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(K₂SO₄) = 39 + 32 + 4×16 = 58 + 64 = 174

Структурная (графическая) формула сульфата калия

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

Ионная формула

Сульфат калия – электролит, а значит способен диссоциировать на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению:

K₂SO₄ ↔ 2K⁺ + SO₄^2-

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Установите массовую формулу вещества, содержащего 55,2% калия, 14,6% фосфора и 30,2% кислорода.

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» (калий), «у» (фосфор) 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(K)/Ar(K) : ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 55,2/39 : 14,6/31 : 30,2/16;

x:y:z= 1,4 : 0,5: 1,9 = 3 : 1: 4

Значит формула соединения калия, фосфора и кислорода будет иметь вид K₃PO₄. Это фосфат калия.

Ответ

K₃PO₄

ПРИМЕР 2

Задание

При нагревании некоторого вещества массой 1,225 г образовалось 0,745 г хлорида калия и выделился кислород объемом 0,336 л (н.у.). Найдите формулу соединения.

Решение

По массам хлорида калия и молекулярного кислорода находим количество вещества хлора, калия и кислорода. Однако, для начала рассчитаем молярные массы этих веществ. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):

M(KCl) = Ar(K) + Ar(Cl) = 39+ 35,5 = 74,5 г/моль;

M(O₂) = 2×Ar(O) = 2×16= 32 г/моль

KCl ↔ K⁺ + Cl^—,

значит, n(K) = n(Cl) и их массы также равны.

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

n (K) = n(Cl) = 0,74,5 / 74,5 = 0,01 моль

n (O) = V(O₂) / V_m×2;

n (O) = 0,336 / 22,4 × 2 = 0,03 моль

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (калий), «у» (хлор) и «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом:

x:y:z = n(K) : n(Cl) : n(O);

x:y:z= 0,01 : 0,01 : 0,03 = 1 : 1 : 3

Следовательно, простейшая формула соединения калия, хлора и кислорода имеет вид KClO₃. Это бертолетова соль.