Как решается задача о разложении неорг. вещества с выделением газа?
При термическом разложении навески неорганического вещества массой 7,65 г выделилось 325 мл газа. Известно, что выделившийся газ легче воздуха. Вид разложения возможен любой.
Больше данных нет.
Можно ли, исходя из приведённых данных, определить формулу исходного вещества? Или, по крайней мере, формулу выделившегося газа? Как решается такая задача?
Ответы (2):
Для решения задачи в таком виде в условии слишком мало данных. В результате получается много вариантов перебора. Газов легче воздуха (средняя молекулярная масса 29) много - если к таковым отнести и такие, как азот (28), монооксид углерода (28), а также более легкие - фтороводород, аммиак, водород. Метан и этилен не рассматриваем (в условии - неорганические вещества, хотя соль Цейзе K[PtCl3(C2H4)]•H2O в принципе можно отнести к неорганическому соединению. Водород выделяется при термическом разложении ряда гидридов, например, гидрида алюминия. И если быть уверенным, что это водород, задачу на первый взгляд можно решить: МНn -> M + (n/2)H2. Однако сразу нужно обратить внимание на слишком малое количество газа. Так, при разложении 7,65 г AlH3 выделится более 8,5 литра(!) водорода. Не спасет даже гидрид тяжелого урана UH3: водорода все равно выделится больше литра! Так что не будем пока перебирать газы, потому что видно, что выделилось (при н.у.) всего 0,01451 моль газа. Если это 1 моль исходного вещества выделяет 1 моль газа, то молекулярная масса этого вещества 527,2! Многовато. Если на 1 моль выделяется 0,5 моль, то ММ вещества 263,6. Тоже много. Но если газ - СО, он может образовывать карбонилы с несколькими молекулами СО. Типа Ni(CO)4. Но такое вещество выделит слишком много газа. А хотелось бы, чтобы на 1 моль вещества выделилось не больше 0,5 моль газа (или даже поменьше). Причем даже реакция UH3 -> UH2 + 0,5 H2 (если она возможна) не даст для исходного вещества ММ = 263,6. Можно "поиграть" с аммиакатами солей металлов, но вариантов получается все равно много. Хотя, возможно, удастся найти нужный вариант. Вообще, я бы проверил условие: может быть, газа выделилось больше?
Как известно, существуют кислые соли. Возьмём такую кислую соль Cs H Te и будем прокаливать. Определённо, что будет выделяться водород по полмолекулы с одной молекулы соли. Кроме водорода газов с гарантией не выделится.
Если в результате у нас было 0,0145 моля газа, то исходных молекул было в два раза больше, то есть было 0,029 моля Cs H Te
Вес одного моля 133+1+128 = 262 г
Соответственно масса исходного вещества 0,029 * 262 = 7,6 г
Эх, жаль. Чуть-чуть до условия не добрали. Разве что изотопы какие-нибудь потяжелее взять. (только всерьёз не воспринимайте).
Про газ, похоже, что можно сказать однозначно - водород. Да, более сложных газов, которые легче воздуха много. Но они "почему-то" по полмолекулы из одной молекулы исходного вещества выделяться не хотят. Наоборот, стремятся по целой, а то и по несколько молекул сразу выделиться. А считать азот более лёгким, чем воздух, можно конечно, но мне не хочется.