Определение формулы дигидрофосфата калия

Задача 1.18.

В некотором неорганическом соединении массовая доля калия равна 28,68%; водорода — 1,47%; фосфора — 22,79%; кислорода — 47,06% . Определите формулу этого вещества.

Дано:

массовая доля калия :  (К) = 28,68%;
массовая доля водорода:  (Н) = 1,47%;
массовая доля фосфора :  (Р) =22,79%;
массовая доля кислорода :  (О) = 47,06%.
Найти: формулу вещества.
Решение:

Шаг 1. Из условия однозначно следует, что вещество состоит из калия, водорода, фосфора и кислорода. Обозначим формулу как К_хН_уР_zО_k. Следовательно, требуется определить неизвестные индексы х, у, z, k.

Шаг 2. В условии нет указаний на химическую реакцию.

Шаг 3. В условии нет указания на конкретный образец. В таком случае для вычисления соотношения количеств атомов нам необходимо произвольно выбрать некоторый образец. В условии указана информация о массовой доле каждого элемента, поэтому удобно выбрать образец массой 100 г. В этом случае числовые значения массовой доли каждого элемента совпадут с его массой в этом стограммовом образце.

Итак, в 100 г искомого вещества содержится 28,68 г калия; 1,47 г водорода; 22,79 г фосфора и 47,06 г кислорода.

Дальнейшее решение такой задачи ничем не отличается от задач, рассмотренных в предыдущем разделе. 

Вычислим соотношение количеств вещества (n) калия, водорода, фосфора и кислорода в выбранном образце. Используем соотношение: m = n ^. М.

Шаг 4. Находим простейшую формулу.

N(K) : N(Н) : N(Р) : N(О) = 0,735 : 1,47 : 0,735 : 2,941

Выбираем наименьшее значение (в данном случае «0,735») и делим на него все четыре числа:

Получили набор наименьших целых чисел. Это дает возможность записать простейшую формулу: К₁Н₂Р₁О₄.

Шаг 5. Выявление истинной формулы.

Полученная запись формулы уже отражает химическую суть вещества. Это кислая соль ортофосфорной кислоты, в которой только один атом водорода фосфорной кислоты замещен на калий.

Ответ:  КН₂РО₄.
Вывод: когда информация о составе искомого вещества дана в массовых долях, необходимо произвольно выбрать некоторый образец массой 100 г.