Для определения формулы вещества на основе массового состава необходимо рассчитать эмпирическую формулу. Эмпирическая формула показывает наименьшее целочисленное соотношение атомов в соединении. Давайте последовательно разберем процесс:
Определение количества каждого элемента в молях:
Кальций (Ca):
- Массовая доля = 34,40%
- Атомная масса Ca ≈ 40,08 г/моль
- Количество молей кальция = 34,40 г / 40,08 г/моль ≈ 0,858 моль
Кремний (Si):
- Массовая доля = 24,13%
- Атомная масса Si ≈ 28,09 г/моль
- Количество молей кремния = 24,13 г / 28,09 г/моль ≈ 0,859 моль
Кислород (O):
- Массовая доля = 41,3%
- Атомная масса O ≈ 16,00 г/моль
- Количество молей кислорода = 41,3 г / 16,00 г/моль ≈ 2,581 моль
Нахождение простейшего соотношения молей:
Делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей, чтобы получить простейшее соотношение:
- Соотношение для Ca: 0,858 моль / 0,858 моль = 1
- Соотношение для Si: 0,859 моль / 0,858 моль ≈ 1
- Соотношение для O: 2,581 моль / 0,858 моль ≈ 3
Формулирование эмпирической формулы:
На основе полученных соотношений эмпирическая формула вещества будет CaSiO₃.
Таким образом, эмпирическая формула вещества, состоящего из 34,40% кальция, 24,13% кремния и 41,3% кислорода, является CaSiO₃. Это соединение известно как силикат кальция, который является важным компонентом в строительной индустрии и используется, например, в производстве цемента.