Пример 8 (Определение эмпирической формулы вещества по его составу. Запись формул кристаллогидратов):

Кристаллогидрат состоит из 9.65% азота, 4.86% водорода, 13.81% кальция и 71.67% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

Решение:

Определим соотношение молярных количеств элементов, образующих вещество. Количество атомов [моль] определяем по формуле:

В 100 г соединения содержится 9.65 г азота, 4.86 г водорода, 13.81 г кальция и 71.67 г кислорода.

. . .

Соотношение индексов N_aH_bCa_cO_d может быть определено как соотношение количеств атомов.

Определяем: . N₂H₁₄CaO₁₃. Можно отметить. что в данной простейшей формуле 14 атомов водорода соответствует 7 молекулам воды. тогда формула: CaN₂O₆7Н₂О или Ca(NO₃)₂7Н₂О.

101. Кристаллогидрат состоит из 12.84% серы, 4.04% водорода, 25.45% меди и 57.67% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

102. Кристаллогидрат состоит из 9.952% серы, 6.26% водорода, 14.27% натрия и 69.52% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

103. Кристаллогидрат состоит из 18.62% серы, 2.34% водорода, 23.28% кальция и 55.76% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

104. Кристаллогидрат состоит из 11.53% серы, 5.08% водорода, 20.09% железа и 63.30% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

105. Кристаллогидрат состоит из 35.99% хлора, 7.16% водорода и 56.85% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

106. Кристаллогидрат состоит из 22.09% серы, 0.69% водорода, 27.61% кальция и 49.60% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

107. Кристаллогидрат состоит из 13.01% серы, 5.73% водорода, 9.86% магния и 71.40% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

108. Кристаллогидрат состоит из 15.74% азота, 2.26% водорода, 11.10% алюминия и 71.90% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

109. Кристаллогидрат состоит из 46.44% брома, 1.56% водорода, 39.60% таллия и 12.40% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

110. Кристаллогидрат состоит из 19.12% хлора, 2.26% водорода, 12.91% титана и 64.71% кислорода (все % по массе). Определите формулу кристаллогидрата.

Пример 9 (Определение эмпирической формулы вещества по его составу. Отображение формул минералов как смесей оксидов):

Минерал тортвейтит состоит из 34.84% скандия, 21.77% кремния и 43.44% кислорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

Решение:

Многие из минералов, относящиеся к классу оксидных, силикатных или сульфидных могут быть записаны как в виде классической химической формулы, так и в виде смеси соответствующих оксидов или сульфидов. (Например, полевой шпат может быть записан просто как силикат кальция CaSiO₃. так и как смесь оксидов CaOSiO₂). Это связано с тем, что большинство минералов представляют собой бертоллиды – вещества, не подчиняющиеся закону постоянства состава, и отображение в виде смеси оксидов выглядит корректнее, чем запись формулы. С другой стороны, совместная кристаллизация оксидов в геологических пластах может происходить с таким соотношением компонентов, что полученной простейшей формуле не всегда может быть соотнесено вещество. относящееся к какому-либо классу неорганических соединений

Рассчитаем атомные индексы по уже отработанной схеме:

. . . Здесь W_m(X) – массовая доля элемента Х в соединении.

Соотношение индексов Sc_aSi_bO_c может быть определено как соотношение количеств атомов.

Определяем: . Sc₂Si₂O₇.

В минералах силикатной природы кремний присутствует в виде оксида кремния SiO₂. Можно отметить, что в полученной формуле Sc₂Si₂O₇ присутствует два атома кремния, что соответствует двум молям оксида кремния. После «вычитания» из формулы двух атомов кремния и четырех атомов кислорода остается два атома скандия и три атома кислорода, что соответствует оксиду скандия(III). Таким образом, формула тортвейтита Sc₂O₃2SiO₂.

111. Минерал фенакит состоит из 16.40% бериллия, 25.51% кремния и 58.12% кислорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

112. Минерал циркон состоит из 49.77% циркония, 15.32% кремния и 34.91% кислорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

113. Тальк состоит из 19.23% магния, 29.62% кремния, 50.62% кислорода и 0.53% водорода (все % по массе). Определите формулу талька, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

114. Минерал мусковит, известный также как слюда, состоит из 9.82% калия, 20.32% алюминия, 21.15% кремния, 48.20% кислорода и 0.51% водорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

115. Полудрагоценный камень гранат состоит из 33.66% железа, 10.84% алюминия, 16.93% кремния и 38.57% кислорода (все % по массе). Определите формулу граната, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

116. Минерал волластонит состоит из 34.50% кальция, 24.18% кремния и 41.32% кислорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

117. Минерал энстатит состоит из 24.21% магния, 27.98% кремния и 47.81% кислорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

118. Минерал полевой шпат состоит из 14.05% калия, 9.69% алюминия, 30.27% кремния и 45.99% кислорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

119. Цеолит состоит из 16.18% натрия, 18.99% алюминия, 19.77% кремния и 45.05% кислорода (все % по массе). Определите формулу минерала, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.

120. Полудрагоценный камень берилл состоит из 5.03% бериллия, 10.04% алюминия, 31.35% кремния и 53.58% кислорода (все % по массе). Определите формулу берилла, запишите ее в виде смеси оксидов образующих его элементов.