2023-05-25
Минерал берилл содержит 31,28% кремния, 53,63% кислорода, а также алюминий и бериллий. Определить формулу берилла. (пользоваться приближенными значениями атомных масс).
Решение:
Обозначим содержание бериллия в 100 г минерала через $x$, тогда содержание алюминия - 100 - (31,28 + 53,63) - х= 15,09 - x. Формулу берилла обозначим так: $Al_{а}Be_{б}Si_{в}O_{г}$. В минерале элементы проявляют характерные степени окисления:
$\overset{+3}{ \underset{27 \: г}{Al_{а}} }, \overset{+2}{ \underset{9 \: г}{Be_{б}} }, \overset{+4}{ \underset{28 \: г}{Si_{в}} }, \overset{-3}{ \underset{16 \: г}{O_{г}} }$.
Количество молей элементов в 100 г вещества соответственно составляют:
$\frac{15,09-x}{27}, \frac{x}{9}, \frac{31,28}{28}, \frac{53,63}{16}$.
Исходя из того, что алгебраическая сумма произведений числа атомов элементов на их степени окисления равна нулю, можно составить уравнение:
$\frac{15,09 - x}{27} \cdot 3 + \frac{x}{9} \cdot 2 + \frac{31,28}{28} \cdot 4 - \frac{53,63}{16} \cdot 2 = 0; x = 5,03$.
Зная процентное содержание элементов, находим формулу вещества:
$а : б : в : г = \frac{10,06}{27} : \frac{5,03}{9} : \frac{31,28}{28} : \frac{53,63}{16} = 2:3:6:18$.
Простейшая формула $Al_{2}Be_{3}Si_{6}O_{18}$, или $Al_{2}O_{3} \cdot 3BeO \cdot 6SiO_{2}$.