Не слишком аккуратный лаборант Владимир Дмитриевич Д. провёл анализ некоего сухого кристаллогидрата (вещество Х) и выяснил следующее:

• массовая доля водорода в Х находится в пределах 4,4 – 5,5%;

• массовая доля натрия в Х составляет 21,3%;

• мольная доля фосфора в Х два раза меньше мольной доли атомов натрия;

• в 1 моль Х содержится 2 моль атомов натрия.

1. Вычислите молярную массу веществаХ (в г/моль), ответ округлите до целых.

2. Определите количество молекул воды в кристаллогидрате, учитывая, что оно целое. 3. Предложите название безводной соли, соответствующей этому кристаллогидрату.

4. Какая среда (кислая, нейтральная, щелочная) будет у 10%-го водного раствора вещества Х?

1. Массовая доля натрия в Х составляет 21,3%, значит массовая доля оставшихся элементов (фосфора, водорода и кислорода) равна 100% - 21,3% = 78,7%. Мольная доля атомов натрия в Х равна 2/1 = 2. Значит, мольная доля оставшихся элементов равна (1-2)/1 = -1. Мольная доля фосфора в Х два раза меньше мольной доли атомов натрия, значит мольная доля фосфора равна 2/3 мольной доли оставшихся элементов. Тогда молярная масса вещества Х равна:

Na: 21,3%
P: (2/3) * (78,7%) = 52,47%
O: (100% - 21,3% - 52,47%) = 26,23%
H: 4,4% - 5,5%

Молярная масса = (2 * 22,99 g/mol) + (1,5 * 30,97 g/mol) + (4 * 15,99 g/mol) + (0,5 * (1,01 g/mol)) = 222,7 g/mol. Ответ: 223 г/моль (округляем до целых).

2. Пусть количество молекул воды в кристаллогидрате равно n. Тогда количество молекул натрия в кристаллогидрате равно 2n. Массовая доля водорода в Х находится в пределах 4,4 – 5,5%, значит массовая доля кислорода в Х находится в пределах 94,5% - 95,6%. Массовая доля кислорода в Х, обусловленная молекулами воды, равна 95,6% - 4 * 1,01 g/mol / 18,02 g/mol = 92,4%. Массовая доля кислорода в остатке Х равна 94,5% - 92,4% = 2,1%. Тогда количество молекул кислорода в остатке Х равно (78,7% / 2 * 15,99 g/mol) = 24,7n. Составляем систему уравнений:

2n * 22,99 g/mol + 24,7n * 15,99 g/mol = (100% - 21,3% - 52,47% - 2,1%) / 15,99 g/mol * M
n * 18,02 g/mol = M

где M - масса одной молекулы Х. Решая эту систему, получаем n = 10. Значит, в кристаллогидрате содержится 10 молекул воды.

3. Безводной солью, соответствующей данному кристаллогидрату, будет натрийфосфат (Na3PO4).

4. Для определения среды водного раствора вещества Х нужно знать значение его константы кислотности (pKa) или щелочности (pKb). Поскольку этих данных нет, невозможно точно определить, какая среда будет у 10%-го водного раствора вещества Х. Однако, учитывая, что вещество Х содержит фосфор, можно предположить, что раствор будет слабощелочным.