Определить формулу кристаллогидрата и состав исходной смеси

[tatatanya]

При прокаливании смеси , состоящей из кристаллогидрата нитрата неизвестного металла и 18,8 г нитрата меди(11),образовалось 16 г твердого остатка и смесь газов, после приведения которой к н.у. получилось 43,2 г 72.92%-ной азотной кислоты. Определить формулу кристаллогидрата и состав исходной смеси ( в % по массе).

[Furio Giunta]

2Сu(NO3)2 = 2СuO + 4NO2 + O2 
На кристалогидрат придется оксида
16-(18,8/188)*80 = 8 грамм
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
n(H2O) = (43.2*(1-0.7292))/18 = 0.65 моль
n(NO2) = (43.2*0.7292)/63 = 0.5 моль
n(O2) = (43.2*0.7292)/(63*4) = 0.125 моль
На кристалогидрат придется NO2 и O2
n(NO2) = 0.5-(18.8/188)*2 = 0.3 NO2
n(O2) = 0.125-(18.8/188)/2 = 0.075 моль
Масса соли в кристаллогидрате
8+0,3*46+0.075*32 = 24.2 грамма
По закону эквивалентов 
24,2/(X+62) = 8/(X+8) X=18.66
Металл 18,66*3 = 56 - железо 3 
Fe(NO3)3 * n(H2O)
0.1               0.65
Fe(NO3)3*6.5H2O
Осталась массовая доля. 

[Lеоnid]

В 06.05.2023 в 15:24, Furio Giunta сказал:

Fe(NO3)3*6.5H2O

У меня вышло Fe(NO₃)₃*9H₂O.

 

Думаю, у Вас ошибка в вычислении количества воды.

[Furio Giunta]

06.05.2023 в 15:57, Lеоnid сказал:

У меня вышло Fe(NO₃)₃*9H₂O.

 

Думаю, у Вас ошибка в вычислении количества воды.

Да вроде нет

m(H2O) = 43.2*(1-0.7292) = 11.7 грамма
m(Fe(NO3)3) = 24.2 грамма
11.7/18 = 0.65 
24.2/242 = 0.1 
(Fe(NO3)3)  / H2O = 0.1 / 0.65 - 1/6.5

Или где я гоню в субботу днем.

[Lеоnid]

В 06.05.2023 в 16:04, Furio Giunta сказал:

m(H2O) = 43.2*(1-0.7292) = 11.7 грамма

Это верно, но надо еще учесть воду, вошедшую в состав HNO3 - ее тоже дает к.г.

[Furio Giunta]

06.05.2023 в 15:57, Lеоnid сказал:

У меня вышло Fe(NO₃)₃*9H₂O.

 

Думаю, у Вас ошибка в вычислении количества воды.

Ага, так точно гоню. В азотной кислоте еще 0,25 моль воды. Итого  Fe(NO₃)₃*9H₂O.

Изменено 6 Мая, 2023 в 13:10 пользователем Furio Giunta

[davielalvis]

В 06.05.2023 в 15:24, Furio Giunta сказал:

2Сu(NO3)2 = 2СuO + 4NO2 + O2 
На кристалогидрат придется оксида
16-(18,8/188)*80 = 8 грамм
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
n(H2O) = (43.2*(1-0.7292))/18 = 0.65 моль
n(NO2) = (43.2*0.7292)/63 = 0.5 моль
n(O2) = (43.2*0.7292)/(63*4) = 0.125 моль
На кристалогидрат придется NO2 и O2
n(NO2) = 0.5-(18.8/188)*2 = 0.3 NO2
n(O2) = 0.125-(18.8/188)/2 = 0.075 моль
Масса соли в кристаллогидрате
8+0,3*46+0.075*32 = 24.2 грамма
По закону эквивалентов 
24,2/(X+62) = 8/(X+8) X=18.66
Металл 18,66*3 = 56 - железо 3 
Fe(NO3)3 * n(H2O)
0.1               0.65
Fe(NO3)3*6.5H2O
Осталась массовая доля. 

А можно ли решить эту задачу без закона эквивалентов? 

если да, то как? 

[cty]

В 24.05.2023 в 18:46, davielalvis сказал:

А можно ли решить эту задачу без закона эквивалентов? 

если да, то как?

https://ru.wikipedia.org/wiki/Гадание_на_кофейной_гуще

[masisich]

В 06.05.2023 в 15:24, Furio Giunta сказал:

По закону эквивалентов 
24,2/(X+62) = 8/(X+8) X=18.66

А можете объяснить про х в формуле? Почему, для чего, зачем он используется. Я смотрел про закон эквивалентов в химии и там не видел чтобы использовали х. Может я где-то недоглядел и ошибаюсь, но в химии я не силён, простите за это.

[Solovey]

24.05.2023 в 18:46, davielalvis сказал:

А можно ли решить эту задачу без закона эквивалентов? 

если да, то как? 

Можно.

 

2 Cu(NO₃)₂=2CuO+4 NO₂+O₂

 

M(Cu(NO₃)₂)=187,57 г/моль, n(Cu(NO₃)₂)=18,8/187,57=0,1 моль

Выделилось n(NO₂) = 0,2 моль; n(CuO) = 0,1 моль, M(CuO)=80 г/моль

Масса оксида меди в твердом остатке 0,1*80г/моль=8 г

Масса твердого остатка от разложения соли в кристаллогидрате:16-8=8 г

Образование кислоты:  4 NO₂+2 H₂O+O₂ =4 HNO₃

43.2 г ----- 100  %

Х г--------- 72,92 %

 

Х= 31,5 г HNO₃ ; n (HNO₃) 31.5/63 г/моль = 0,5 моль

m (_H2O) = 43.2-31.5 = 11.7 г ; n (_H2O) = 11.7 г/ 18 г/моль= 0,65 моль

Для образования 0,5 моль к-ты нужно 0,5 моль NO₂ и 0,25 моль H₂O

Таким образом n(NO₂) = 0,5 моль(общее количество) – 0,2 (из нитрата меди)=0,3 моль из соли кристаллогидрата.

Разложение нитрата металла молярной массой Me и валентностью _x

4 Me(NO₃)_x = 2Me₂O_x + 4_x NO₂ + O₂ 

M (Me₂O_x )=2Me+16_x ; n(Me₂O_x )=8 /(2Me+16_x )

2 моль (Me₂O_x)-------------------4_x моль NO₂

8 /(2Me+16_x ) моль (Me₂O_x)-----0,3 моль NO₂

Me=18,67 _x  Для  х = 3, Me = 56 г/ моль – это железо (III)

Количество Fe(NO₃)₃ =0.1 моль, воды: 0,65+0,25=0,9 моль

   Fe(NO₃)₃ : H₂O=0,1:0,9=1:9 В исходной смеси был девятиводный нитрат железа(III) в количестве 0,1 моль *404 г/моль = 40,4 г

18,8+40,4         =         59,2 ------ 100 %

Нитрат меди             18,8 г --------а%

Кр.гидрат                 40,4 г -------b%

а=31.76%, b= 68,24%