Формула хлорной извести
Определение и формула хлорной извести
Хлорная известь (белильная известь, «хлорка») – название технической смеси гипохлорита, хлорида и гидроксида кальция, которую получают согласно нижеуказанному уравнению реакции:
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2H2O.
Химическая формула хлорной извести
Рассмотрим более подробно молекулярные формулы каждого соединения, входящего в состав хлорной извести. Химическая формула гипохлорита кальция Ca(OCl)2, хлорида кальция CaCl2, гидроксида кальция Ca(OH)2. Химическая формула показывает качественные и количественный состав молекулы (сколько и каких атомов присутствует в ней). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу вещества:
Mr(Ca(OCl)2) = Ar(Ca) + 2×Ar(O) + 2×Ar(Cl);
Mr(Ca(OCl)2) = 40 + 2×16 + 2×35,5 = 40 + 32 + 71 = 143.
Mr(CaCl2) = Ar(Ca) + 2×Ar(Cl);
Mr(CaCl2) = 40 + 2×35,5 = 40 + 71 = 111.
Mr(Ca(OH)2) = Ar(Ca) + 2×Ar(O) + 2×Ar(H);
Mr(Ca(OH)2) = 40 + 2×16 + 2×1 = 40 + 32 +2 = 74.
Структурная (графическая) формула хлорной извести
Структурная (графическая) формула вещества является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы. Укажем структурные формулы каждого из соединений, водящих в состав хлорной извести.
Рис. 1. Структурная формула гипохлорита кальция.
Cl – Ca — Cl
Рис. 2. Структурная формула хлорида кальция.
H — O – Ca– O — H
Рис. 3. Структурная формула гидроксида кальция.
Ионная формула
Все соединения, входящие в состав хлорной извести? являются электролитами, т.е. способны диссоциировать на ионы в водном растворе согласно следующим уравнениям реакций:
Ca(OCl)2 ↔ Ca2+ + 2ClO—;
CaCl2 ↔ Ca2+ +2Cl—;
Ca(OH)2↔ Ca2+ + 2OH—.
Примеры решения задач
| Задание | Титан и сера соединяются в массовом отношении 3:4. Найдите простейшую формулу этого 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 титана и серы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Ti) = 48 г/моль, а М(S) = 32 г/моль. Тогда, количество вещества этих элементов равно: n (Ti) = m (Ti) / M (Ti); n (Ti) = 3 / 48 = 0,0625 моль. n (S) = m (S) / M (S); n (S) = 4 / 32 = 0,125 моль. Найдем мольное отношение: n(Ti) :n(S) = 0,0625 : 0,125 = 1 :2, т.е. формула соединения титана с серой имеет вид TiS2. |
| Ответ | TiS2 |
| 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 (н.у.) имеет массу 5,491 г. Установите молекулярную формулу органического вещества. |
| Решение | Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у»и «z» соответственно:
CxHyNzOw + Oz →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) / Vm]×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) / Vm]; m(N) = 2×[2,24 / 22,4] = 1,28 г. m(O) = m(CxHyNzOw) – 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(CxHyNzOw) = m(CxHyNzOw) × Vm/ V(CxHyNzOw); M(CxHyNzOw) = 5491 × 22,4 / 1 = 123 г/моль. Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение истинной и полученной молярных масс: M(CxHyNzOw) / 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 |
