Какова формула кристаллогидрата карбоната натрия, если его массовая доля безводного вещества составляет 37,1%?

Васька

58

Для решения данной задачи, нам необходимо знать молярные массы всех веществ, а именно массовую долю безводного вещества (Na2CO3), чтобы вывести формулу кристаллогидрата и найти его название по систематическому международному наименованию.

Массовая доля безводного вещества (Na2CO3), указанная в задаче, составляет 37,1%. Значит, остаток кристаллогидрата (вода) составляет (100% - 37,1%) = 62,9%.

Находим молярные массы Na2CO3 и H2O:
Молярная масса Na2CO3 = 22,99 г/моль (молярная масса натрия) * 2 + 12,01 г/моль (молярная масса углерода) + 16,00 г/моль (молярная масса кислорода) * 3 = 105,99 г/моль.

Молярная масса H2O = 1,01 г/моль (молярная масса водорода) * 2 + 16,00 г/моль (молярная масса кислорода) = 18,02 г/моль.

Далее, для нахождения формулы кристаллогидрата, мы делим массу воды на ее молярную массу и обозначаем количество молей воды в кристаллогидрате. Итак, массовая доля безводного вещества составляет 62,9%, а массовая доля воды составляет 37,1%. Пусть x - количество молей воды.

Массовая доля безводного вещества:
масса Na2CO3 / (масса Na2CO3 + масса H2O) = 37,1%,
(105,99 г/моль) / (105,99 г/моль + 18,02 г/моль * x) = 0,371.

Массовая доля воды:
масса H2O / (масса Na2CO3 + масса H2O) = 62,9%,
(18,02 г/моль * x) / (105,99 г/моль + 18,02 г/моль * x) = 0,629.

Теперь решаем данную систему уравнений.

Первое уравнение:
105,99 г/моль / (105,99 г/моль + 18,02 г/моль * x) = 0,371.

Решаем это уравнение относительно x:
(105,99 г/моль) = 0,371 * (105,99 г/моль + 18,02 г/моль * x),
(105,99 г/моль) = 0,371 * 105,99 г/моль + 0,371 * 18,02 г/моль * x,
0,629 * (105,99 г/моль) = 0,371 * 18,02 г/моль * x,
x = 0,629 * (105,99 г/моль) / (0,371 * 18,02 г/моль),
x ≈ 3,03 моля.

Таким образом, в кристаллогидрате содержится примерно 3,03 моля воды.

Теперь, для нахождения формулы кристаллогидрата, умножаем количество молей каждого из веществ на их соответствующие формулы:
Na2CO3 - безводное вещество
H2O - вода

Формула кристаллогидрата:
Na2CO3 * 1 + H2O * 3,03 = Na2CO3•3,03H2O.

Таким образом, формула кристаллогидрата карбоната натрия, когда его массовая доля безводного вещества составляет 37,1%, будет Na2CO3•3,03H2O.

Теперь нам осталось найти его название по систематическому международному наименованию. Коэффициент "3,03" означает, что в кристаллической структуре присутствуют 3 молекулы воды на одну молекулу карбоната натрия.
Согласно Международной системе систематических имен (IUPAC), этот кристаллогидрат называется Карбонат натрия тригидратом.

Таким образом, формула кристаллогидрата карбоната натрия, когда его массовая доля безводного вещества составляет 37,1%, будет Na2CO3•3H2O, а название этого кристаллогидрата по систематическому международному наименованию - Карбонат натрия тригидрат.