실험식과 분자식. P2F4

실험식과 분자식. P2F4

 

 

P와 F로 이루어진 화합물을 다음과 같이 분석하였다. 378 cm3 용기에 들어있는 화합물 0.2324 g을 가열하여 모두 기체로 변환하였더니 온도 77℃에서 압력이 97.3 mmHg이었다. 이 기체를 염화칼슘 수용액과 혼합하자 모든 F가 반응하여 0.2631 g의 CaF2가 생성되었다. 이 화합물의 분자식을 결정하시오.

 

A compound of P and F was analyzed as follows: Heating 0.2324 g of the compound in a 378 cm3 container turned all of it into gas, which had a pressure of 97.3 mmHg at 77°C. Then the gas was mixed with a calcium chloride solution, which turned all of the F to 0.2631 g of CaF2. Determine the molecular formula of the compound.

 

-----------------------------------------

 

CaF2의 몰질량 = 78.07 g/mol 이므로, 0.2631 g CaF2의 몰수를 계산하면,

0.2631 g / (78.07 g/mol) = 0.003370 mol CaF2

 

1몰 CaF2 화합물에 2몰 F 원자가 있으므로,

0.003370 mol CaF2에 있는 F의 몰수를 계산하면,

2 × 0.003370 mol = 0.006740 mol F

 

F의 몰질량 = 19.00 g/mol 이므로, 0.006740 mol F의 질량을 계산하면,

0.006740 mol × (19.00 g/mol) = 0.1281 g F

 

P와 F로 이루어진 시료의 질량이 0.2324 g이므로, P의 질량을 계산하면,

0.2324 g – 0.1281 g = 0.1043 g P

 

P의 몰질량 = 30.97 g/mol 이므로, 0.1043 g P의 몰수를 계산하면,

0.1043 g / (30.97 g/mol) = 0.003368 mol P

 

P와 F의 가장 작은 정수비를 계산하면,

P : F = 0.003368/0.003368 : 0.006740/0.003368 ≒ 1 : 2

 

실험식 = P F2

실험식량 = (30.97) + 2(19.00) = 68.97 g/mol

 

 

이상기체방정식, PV = nRT 를 사용하여 시료의 몰수를 계산하면,

n = PV / RT

= [(97.3/760)(0.378)] / [(0.08206)(77+273.15)]

= 0.001684 mol

 

시료의 질량이 0.2324 g이므로, 시료의 몰질량을 계산하면,

0.2324 g / 0.001684 mol = 138.0 g/mol

 

분자량 / 실험식량 = 138.0 / 68.97 ≒ 2 = n

n(실험식) = 분자식 = 2(P F2) = P2 F4

 

 

답: P2F4