Dane: tlenek jodu, w którym masa tlenu stanowi 20,14% masy tlenku. Liczba atomów jodu we wzorze rzeczywistym jest dwa razy większa niż we wzorze empirycznym.
-
Wyznaczenie składu procentowego i stosunku molowego atomów
Skoro tlen stanowi 20,14% masy tlenku, to jod stanowi:
$$100\% - 20{,}14\% = 79{,}86\%$$
Dane masowe (przyjmując 100 g tlenku):
- masa jodu: $m_{\text{I}} = 79{,}86\ \text{g}$
- masa tlenu: $m_{\text{O}} = 20{,}14\ \text{g}$
Masy molarne: $M_{\text{I}} = 126{,}90\ \frac{\text{g}}{\text{mol}}$, $M_{\text{O}} = 16{,}00\ \frac{\text{g}}{\text{mol}}$
Liczba moli atomów każdego pierwiastka:
$$n_{\text{I}} = \frac{79{,}86\ \text{g}}{126{,}90\ \frac{\text{g}}{\text{mol}}} \approx 0{,}6293\ \text{mol}$$
$$n_{\text{O}} = \frac{20{,}14\ \text{g}}{16{,}00\ \frac{\text{g}}{\text{mol}}} \approx 1{,}2588\ \text{mol}$$
-
Wyznaczenie stosunku atomów I : O
Dzielimy przez mniejszą liczbę moli:
$$\frac{n_{\text{I}}}{n_{\text{I}}} : \frac{n_{\text{O}}}{n_{\text{I}}} = \frac{0{,}6293}{0{,}6293} : \frac{1{,}2588}{0{,}6293} = 1 : 2$$
Stosunek atomów jodu do tlenu wynosi $1 : 2$.
-
Ustalenie wzoru empirycznego
Na podstawie stosunku $\text{I} : \text{O} = 1 : 2$ wzór empiryczny tlenku to:
$$\boxed{\text{IO}_2}$$
-
Ustalenie wzoru rzeczywistego
Wzór rzeczywisty ma postać $(\text{IO}_2)_n$. Zgodnie z treścią zadania liczba atomów jodu we wzorze rzeczywistym jest dwa razy większa niż we wzorze empirycznym:
$$n = 2$$
Wzór rzeczywisty to $(\text{IO}_2)_2$, czyli:
$$\boxed{\text{I}_2\text{O}_4}$$
Sprawdzenie: $M(\text{I}_2\text{O}_4) = 2 \cdot 126{,}90 + 4 \cdot 16{,}00 = 253{,}80 + 64{,}00 = 317{,}80\ \frac{\text{g}}{\text{mol}}$
$$\% \text{O} = \frac{64{,}00}{317{,}80} \cdot 100\% \approx 20{,}14\%\ \checkmark$$
Wynik końcowy:
- Wzór empiryczny: $\text{IO}_2$
- Wzór rzeczywisty: $\text{I}_2\text{O}_4$