👤

Pewna sól zawiera sód, żelazo, węgiel i azot w stosunku wagowym 23:14:18:21. Wyprowadź wzór tego związku i nazwij go.

Odpowiedź :

Witaj :)

  Naszym zadaniem jest wyprowadzenie wzoru związku chemicznego, w którym znamy stosunek wagowy pierwiastków, oraz podanie jego nazwy.

  Z treści zadania wiemy, że nasz związek składa się z 4 pierwiastków chemicznych:

  • sodu Na,
  • żelaza Fe,
  • węgla C,
  • azotu N.

Znamy również stosunek wagowych tych pierwiastków w związku:

[tex]mNa:mFe:mC:mN=23:14:18:21[/tex]

Ponieważ jest to stosunek wagowy (inaczej masowy), wówczas możemy przyjąć, iż są to masy tych pierwiastków wyrażone w gramach, wówczas:

[tex]mNa=23g\ \ \wedge\ \ mFe=14g\ \ \wedge\ \ mC=18g\ \ \ \wedge\ \ mN=21g[/tex]

Rozwiązanie zadania będzie sprowadzać się do wyznaczenia liczby moli poszczególnych pierwiastków wchodzących w skład tego związku. Liczbę moli możemy wyrazić za pomocą wzoru:

                                              [tex]\Large \boxed{n=\frac{m}{M} }[/tex]

gdzie:

n - liczba moli [mol],

m - masa [g],

M - masa molowa [g/mol].

Zapiszmy masy molowe poszczególnych pierwiastków:

[tex]M_{Na}=23g/mol\\M_{Fe}=56g/mol\\M_C=12g/mol\\M_N=14g/mol[/tex]

Teraz możemy obliczyć liczby moli poszczególnych pierwiastków:

[tex]n_{Na}=\frac{23g}{23g/mol}=1mol\\ \\n_{Fe}=\frac{14g}{56g/mol}= 0,25mol\\\\n_C=\frac{18g}{12g/mol}= 1,5mol\\\\n_N=\frac{21g}{14g/mol}=1,5mol[/tex]

Wobec powyższego stosunek molowy pierwiastków w tym związku wynosi:

[tex]nNa:nFe:nC:nN=1:0,25:1,5:1,5[/tex]

Stosunek molowy musi być zapisany w postaci najmniejszych liczb całkowitych, więc mnożymy wszystko przez 4 i ostatecznie otrzymujemy:

                    [tex]\Large \boxed{nNa:nFe:nC:nN=4:1:6:6}[/tex]

Wzór sumaryczny naszego związku będzie wyglądać następująco:

[tex]Na_4FeC_6N_6[/tex]

Ponieważ ilość atomów węgla jak i azotu jest taka sama, oraz widać, że jest to związek kompleksowy, wzór ostatecznie będzie wyglądać:

                                       [tex]\Large \boxed{Na_4[Fe(CN)_6]}[/tex]

  Musimy teraz nazwać nasz związek. Jak widzimy, ligadem będzie grupa cyjankowa, więc w nazwie będzie człon -cyjano. Ligandów mamy 6, więc liczebnik to -heksa. Potrzebujemy jeszcze wartościowość żelaza.  Grupa cyjankowa pochodzi od kwasu cyjanowodorowego o wzorze HCN, więc jej wartościowość wynosi I. Sód ma wartościowość I, więc dla żelaza wartościowość wyniesie:

[tex]6\cdot I-4\cdot I=VI-IV=II\implies wartosciowosc\ zelaza[/tex]

Nazwa związku: heksacyjanożelazian(II) sodu.