Для решения данной задачи воспользуемся формулой массовой доли кристаллогидрата.
Обозначим:
- M(FeCl) - молярная масса безводной соли (FeCl3)
- M(H2O) - молярная масса воды
Вычислим молярную массу безводной соли (FeCl3):
- M(Fe) = 55.85 г/моль
- M(Cl) = 35.45 г/моль
- M(FeCl3) = 55.85 + 3 × 35.45 = 55.85 + 106.35 = 162.2 г/моль
Молярная масса воды (H2O):
- M(H2O) = 2 × 1.01 + 16.00 = 18.02 г/моль
Теперь найдем общую молярную массу кристалогидрата FeCl3*xH2O:
- M(FeCl3*xH2O) = M(FeCl3) + x × M(H2O) = 162.2 + x × 18.02
Дано, что массовая доля безводной соли в кристалогидрате составляет 63.8%. Это можно записать в виде: \[ \frac{M(FeCl3)}{M(FeCl3) + x \cdot M(H2O)} = 0.638 \] Подставим известные значения: \[ \frac{162.2}{162.2 + x \cdot 18.02} = 0.638 \]
Теперь умножим обе стороны на (162.2 + x × 18.02): \[ 162.2 = 0.638 \cdot (162.2 + x \cdot 18.02) \]
Раскроем скобки: \[ 162.2 = 103.3 + 0.638x \cdot 18.02 \] \[ 162.2 - 103.3 = 0.638x \cdot 18.02 \] \[ 58.9 = 0.638x \cdot 18.02 \]
Теперь найдем x: \[ x = \frac{58.9}{0.638 \cdot 18.02} \] \[ x \approx \frac{58.9}{11.515} \approx 5.12 \]
Поскольку x должно быть целым числом, округляем и получаем: \[ x \approx 5 \]
Таким образом, формула кристалогидрата FeCl3xH2O будет FeCl35H2O.