Kémia feladat - sürgős - tudnátok segíteni?

Jó kis feladat. Na próbáljuk meg :) Mivel egyszerű ionjaink vannak, elnevezhetjük őket vegyjellel. Jelöljük nagy X-szel az ismeretlen molekula kationjának vegyjelét, nagy Y-nal az anion vegyjelét. Tudjuk, hogy 1-1 arányban képeznek sót, tehát az ismeretlen só összegképlete XY*2 H2O . Továbbá jelöljük kis x-szel a kation moltömegét, kis y-nal az anionét.

Először készítünk egy 80°C-on telített oldatot vízmentes sóból, akkor ennek a tömegszázaléka: 296/396*100=74,75%. Aztán ezt lehűtjük, és kiválik 254,8 g kristályvizes só. Mivel ebben is van só is és víz is, ezért kezelhető úgy, mint egy oldat, vagyis van neki tömegszázalékos összetétele. A vízmentes XY só moláris tömege x+y, a kristályvizes sóé x+y+2*18=x+y+36, tehát az XY*2 H2O só tömegszázalékos összetétele: (x+y)/(x+y+36)*100. Ha elnevezzük x+y értékét z-nek, akkor az pontosan a só moláris tömegét adja vissza, ekkor a kristályvizes só tömegszázaléka: z/(z+36)*100

Aztán van itt nekünk 20°C-on telített oldatunk, aminek a tömegét tudjuk: 396-254,8=141,2 g. A tömegszázalékát is tudjuk, mert megadták hogy ilyen hőmérsékleten 100g víz 178,7 g sót old, tehát a tömeg%=178,7/278,7*100=64,12%. Ebből tudjuk, hogy ennek a 141,2 gramm oldatnak a sótartalma 141,2*0,6412=90,54 gramm. Írjunk fel egy keverési egyenletet:

396*74,75 = 141,2*64,12 + 254,8 * [z/(z+36)]*100

Gyors magyarázat az egyenlethez, ha vágod mi miért van úgy ahogy írtam, ugord ezt át. Tehát ugye a keverési egyenlet azt mondja ki, hogy ha összeöntök két oldatot, akkor a tömegük összeadódik, tömegszázalékuk viszont egy új, harmadik féle érték lesz: m1*w1 + m2*w2 = (m1+m2)*w3. Fordítva is működik, mint ahogy most is használtuk: egy meleg oldat szétválik egy hideg valódi oldatra és egy "szilárd oldatra", magyarul egy olyan szilárd sóra ami vizet is tartalmaz, tehát oldatként is értelmezhető. Ekkor az egyenlet: m1*w1 = m2*w2 + (m1-m2)*w3. Jelen esetben a következő történt: fogtam a 80 fokos oldatot (396 gramm tömegű és 74,75%-os), ami szétvált egy 20 fokos valódi oldatra (141,2 g tömegű és 64,12%) és egy kristályvizes sóra (254,8 g tömegű és z/(z+36)*100 %-os). Így kaptam egy egyenletet z-re, meg kell oldani.

Az egyenletet megoldva z=149,9 g/mol. Ez tehát a sima, vízmentes XY só moláris tömege, ez volt egyenlő x+y-nal. Már csak arra kéne rájönni, mennyi ebből az x és az y. Ehhez azonban semmi nincs megadva, a periódusos rendszer alapján logikázva kell rájönni. Mik jöhetnek szóba? Hát az alkálifém-halogenidek igen, mert azok 1:1 arányban képeznek sót. Az alkáliföldfém-halogenid már nem jó, mert XY2 lenne az összegképletük. Jó még az alkáliföldfém + kalkogének (oxigéncsoport), de azok neg nem ionosak, szóval biztos hogy alkálifém-halogenid.

Kezdjük az elején, és haladjunk szépen végig az alkálifémeken.

Ha az alkálifém a lítium, annak atomtömege kb. 7, tehát a halogénatom tömege 149,9-7=142,9, ilyen atomtömegű halogén nincs.

Ha az alkálifém nátrium, az 23 atomtömegű, akkor az anion 149,9-23=126,9 , ami a jód atomtömege. Bingó. A keresett vegyület a nátrium-jodid (NaI). A kérdésre a válasz: az anion moláris tömege 126,9 g/mol.