Chemistry Labs

Bài 2

Đồng(I) oxit CuX2O\ce{Cu2O} là chất bán dẫn dùng trong linh kiện điện tử chất rắn và pin mặt trời. Ô mạng cơ sở lập phương có hằng số mạng a=427.0a = 427.0 pm, các nguyên tử oxy (A) tạo mạng con lập phương tâm khối và các nguyên tử đồng (B) tạo mạng con lập phương tâm diện. (a) Số phối trí của Cu và O là bao nhiêu? (b) Tính khoảng cách ngắn nhất O−O\ce{O-O}, Cu−O\ce{Cu-O} và Cu−Cu\ce{Cu-Cu}. (c) Tính khối lượng riêng lý thuyết của CuX2O\ce{Cu2O} đúng tỉ lượng (g cm−3^{-3}). (d) Một mẫu không đúng tỉ lượng có 0.2%0.2\% tổng số nguyên tử Cu bị oxi hóa lên CuX2+\ce{Cu^2+}. Phần trăm vị trí mạng Cu bị trống là bao nhiêu và xx bằng bao nhiêu trong CuX2−xO\ce{Cu_{2-x}O}? (e) Viết phương trình phản ứng cân bằng của CuX2O\ce{Cu2O} với: (1) OX2\ce{O2} trong không khí ẩm; (2) axit sunfuric loãng; (3) axit sunfuric đặc nóng.
Bước 4/5: Nồng độ lỗ trống và độ sai lệch tỉ lượng
← TrướcTiếp →
998 CuX++2 CuX2+⇒charge=1002+=501 OX2−⇒vacancies=21002≈0.20%,x=2×0.002=0.004998\,\ce{Cu+} + 2\,\ce{Cu^2+} \Rightarrow \text{charge} = 1002+ = 501\,\ce{O^2-} \Rightarrow \text{vacancies} = \dfrac{2}{1002} \approx 0.20\%, \quad x = 2 \times 0.002 = 0.004
Phân tích

Với 1000 nguyên tử Cu (998 CuX+\ce{Cu+}, 2 CuX2+\ce{Cu^2+}), tổng điện tích dương là 1002. Lượng này trung hòa 501 anion OX2−\ce{O^2-}, chiếm 501 vị trí và đòi hỏi 2×501=10022\times 501 = 1002 vị trí Cu. Do đó 2 trong 1002 vị trí Cu bị trống (0.20%0.20\%). Công thức là CuX1000501O=CuX1.996O\ce{Cu_{1000/501}O} = \ce{Cu_{1.996}O}, tức x=0.004x = 0.004.

Lỗi hay gặp. Mỗi ion CuX2+\ce{Cu^2+} thay thế hai ion CuX+\ce{Cu+} để duy trì trung hòa điện tích, để lại một lỗ trống — đừng nhầm tỉ lệ lỗ trống bằng 0.