Формула хлорида железа 3

Определение и формула хлорида железа 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Хлорид железа (III) (молизит) в обычных условиях представляет собой коричневые кристаллы (темно-красные в проходящем, зеленые – в отраженном свете) (рис. 1).

При нагревании плавится (красная жидкость), кипит и разлагается. Температура плавления – 307,5^oC (при давлении), кипения – 316^oC.

Хлорид железа (III). Внешний вид и формула

Рис. 1. Хлорид железа (III). Внешний вид.

Хорошо растворяется в воде (сильно гидролизуется по катиону) и в хлороводородной кислоте. Образует кристаллогидраты состава FeCl₃×6H₂O. В ОВР проявляет слабые окислительные и восстановительные свойства.

Химическая формула хлорида железа 3

Химическая формула хлорида железа (III) FeCl₃. Она показывает, что в состав данной молекулы входят один атом железа (Ar – 56 а.е.м.) и и три атома хлора (Ar = 35,5 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу хлорида железа (III):

Mr(FeCl₃) = Ar(Fe) + 3×Ar(Cl);

Mr(FeCl₃) = 56 + 3×35,5 = 162,5

Структурная (графическая) формула хлорида железа 3

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

Ионная формула

Хлорид железа (III) – электролит, а значит способен диссоциировать на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению:

FeCl₃ ↔ Fe³⁺ + 3Cl^—

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

При полном сгорании 6 г органического вещества образовалось 8,8 г оксида углерода (IV) и 3,6 г воды. Определите молекулярную формулу сожженного вещества, если известно, что его молярная масса равна 180 г/моль.

Решение

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

C_xH_yO_z+ O_z→CO₂ + H₂O

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.

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

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

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) = [8,8 / 44]×12 = 2,4 г;

m(H) = 2×3,6 / 18 ×1= 0,4 г

m(O) = m(C_xH_yO_z) – m(C) – m(H) = 6 – 2,4 – 0,4 = 3,2 г

Определим химическую формулу соединения:

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

x:y:z= 2,4/12 :0,4/1 :3,2/16;

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

Значит простейшая формула соединения CH₂O и молярную массу 30 г/моль [M(CH₂O) = Ar(C) + 2×Ar(H) + Ar(O) = 12 + 2×1 + 16 = 12 + 2 + 16 = 30 / моль].

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

M_substance / M(CH₂O) = 180 / 30 = 6

Значит индексы атомов углерода, водорода и кислорода должны быть в 6 раз выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C₆H₁₂O₆. Это глюкоза или фруктоза.

Ответ

C₆H₁₂O₆

ПРИМЕР 2

Задание

Определите молекулярную формулу соли с молярной массой менее 300, в которой массовые доли азота, водорода, хрома и кислорода составляют 11,11%; 3,17%; 41,27% и 44,44% соответственно.

Решение

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

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Обозначим число атомов азота в молекуле через «х», число атомов водорода через «у», число атомов хрома за «z» и число атомов кислорода за «k».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов железа и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Ar(N) = 14; Ar(H) = 1; Ar(Cr) = 52; 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:k = m(N)/Ar(N) : m(H)/Ar(H) : m(Cr)/Ar(Cr) : m(O)/Ar(O);

x:y:z:k= 11,11/14 :3,17/1 :41,27/52 : 44,44/16;

x:y:z:k= 0,79 : 3,17 : 0,79 : 2,78 = 1: 4 : 1 : 3,5 = 2 : 8: 2 : 7

Значит простейшая формула соединения азота, водорода, хрома и кислорода имеет вид N₂H₈Cr₂O₇ или (NH₄)₂Cr₂O₇. Это дихромат аммония.