Вопрос школьника
При прокалывании кристаллогидрата CuSO4 • 5H2O массой 10,0 г произошло частичное удаление воды. Определите формулу полученного кристаллогидрата, если его масса равна 7,84 г.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон постоянства соотношения между элементами в химических соединениях.
Изначально имеем кристаллогидрат CuSO4 • 5H2O массой 10,0 г. Это означает, что в нем содержится масса сульфата меди (CuSO4) и масса пяти молекул воды (5H2O).
Масса сульфата меди в кристаллогидрате равна:
m(CuSO4) = m(всего) — m(воды) = 10,0 г — (5 молекул × 18,015 г/моль) = 1,85 г
Теперь необходимо определить массу воды, которая была удалена из кристаллогидрата. Для этого вычтем массу полученного кристаллогидрата (7,84 г) из массы исходного кристаллогидрата (10,0 г):
m(удаленной воды) = m(исходного) — m(полученного) = 10,0 г — 7,84 г = 2,16 г
Таким образом, в полученном кристаллогидрате содержится масса сульфата меди, равная 1,85 г, и масса воды, равная 2,16 г.
Для определения формулы полученного кристаллогидрата необходимо выразить количество молекул сульфата меди и воды в нем.
Количество молекул сульфата меди можно вычислить по формуле:
n(CuSO4) = m(CuSO4) / M(CuSO4) = 1,85 г / 159,61 г/моль = 0,0116 моль
Количество молекул воды можно вычислить по формуле:
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 2,16 г / 18,015 г/моль = 0,120 моль
Отношение количества молекул воды к количеству молекул сульфата меди равно:
n(H2O) / n(CuSO4) = 0,120 моль / 0,0116 моль ≈ 10,3
Это означает, что в полученном кристаллогидрате на одну молекулу сульфата меди приходится около 10 молекул воды.
Таким образом, формула полученного кристаллогидрата будет CuSO4 • 10H2O.
