Bài 4

Xác định nguyên tử khối. (4.1) Nguyên tố X phản ứng với hydro cho các hợp chất tương tự hydrocarbon. 5.000 g X tạo 5.628 g hỗn hợp mol 2:1 của các dạng tương tự methane và ethane của X. Xác định khối lượng mol của X, ký hiệu và cấu trúc 3D của hai sản phẩm. (4.2) Khoáng vật argyrodite là hợp chất tỉ lượng chứa bạc (+1), lưu huỳnh (−2) và nguyên tố Y chưa biết (+4). Tỉ lệ khối lượng

m(\ce{Ag}):m(\ce{Y}) = 11.88:1

. Y tạo sulfide thấp màu nâu đỏ (Y +2) và sulfide cao màu trắng (Y +4). Nung argyrodite trong dòng hydro, sulfide thấp màu thăng hoa; cặn còn lại là

\ce{Ag2S}

và

\ce{H2S}

. Chuyển hóa hoàn toàn 10.0 g argyrodite cần 0.295 dm

^3

\ce{H2}

ở 400 K, 100 kPa. Xác định khối lượng mol của Y, ký hiệu và công thức thực nghiệm của argyrodite. (4.3) Tần số IR (số sóng) theo định luật Hooke

\tilde{\nu} = \frac{1}{2\pi c}\sqrt{k/\mu}

, với phân tử tứ diện

\ce{AB4}

thì

\mu = \frac{3m(A)m(B)}{3m(A)+4m(B)}

. Dao động C–H của methane là 3030.00 cm

^{-1}

, của dạng tương tự Z của methane là 2938.45 cm

^{-1}

; entanpi liên kết lần lượt 438.4 và 450.2 kJ mol

^{-1}

. Tính hằng số lực

k

của liên kết C–H, ước tính

k

của Z–H giả sử tỉ lệ thuận với entanpi liên kết, và tìm nguyên tử khối cùng ký hiệu của Z.

Bước 1/4: Khối lượng mol của X

← Trước Tiếp →

5.000 = n_1 M + n_2 M,\quad 5.628 = n_1(M+4.04) + n_2(2M+6.06),\quad n_1 = 2n_2 \Rightarrow M(\mathrm{X}) = 28.14\ \text{g mol}^{-1}\ (\ce{Si})

Phân tích

Gọi $n_1, n_2$ là số mol $\ce{XH4}$ và $\ce{X2H6}$ . Khối lượng X: $5.000 = M(n_1 + 2n_2)$ ; tổng khối lượng thêm hydro: $5.628 = n_1(M+4.04)+n_2(2M+6.06)$ ; và $n_1 = 2n_2$ . Giải ra $M = 28.14$ g mol $^{-1}$ — silic. Các sản phẩm $\ce{SiH4}$ và $\ce{Si2H6}$ tứ diện tại mỗi Si, giống methane và ethane.