Чтобы определить формулу оксида марганца по заданной массовой доле марганца, необходимо использовать соотношение масс и молекулярные массы элементов.
Определяем массовую долю:
У нас есть информация, что массовая доля марганца (Mn) в оксиде составляет 34,8%. Это означает, что на 100 г оксида приходится 34,8 г марганца.
Вычисляем массу кислорода:
Поскольку оксид состоит из марганца и кислорода, масса кислорода в 100 г оксида будет:
[
100 \, \text{г} - 34,8 \, \text{г} = 65,2 \, \text{г}
]
Находим количество молей каждого элемента:
Для этого необходимо знать молекулярные массы:
- Молярная масса марганца (Mn) ≈ 54,94 г/моль.
- Молярная масса кислорода (O) ≈ 16,00 г/моль.
Теперь рассчитаем количество молей каждого элемента:
Количество молей марганца:
[
n_{\text{Mn}} = \frac{34,8 \, \text{г}}{54,94 \, \text{г/моль}} \approx 0,632 \, \text{моль}
]
Количество молей кислорода:
[
n_{\text{O}} = \frac{65,2 \, \text{г}}{16,00 \, \text{г/моль}} \approx 4,075 \, \text{моль}
]
Определяем соотношение:
Теперь необходимо найти соотношение между молями марганца и кислорода. Для этого делим количество молей каждого элемента на меньшее количество:
- Соотношение для марганца:
[
\frac{0,632}{0,632} = 1
]
- Соотношение для кислорода:
[
\frac{4,075}{0,632} \approx 6,44 \approx 6
]
Записываем формулу оксида:
Это соотношение указывает на то, что на один атом марганца приходится примерно 6 атомов кислорода. Таким образом, формула оксида марганца будет:
[
\text{MnO}_6
]
Однако, такая формула не соответствует известным оксидам марганца. В реальности, вероятнее всего, марганец образует оксиды, такие как MnO, MnO₂ или Mn₂O₇. Поскольку массовая доля марганца в этих оксидах будет различной, стоит проверить, соответствует ли полученное значение одной из формул.
- Для оксида MnO, массовая доля марганца будет 100% из 70 г.
- Для оксида MnO₂, массовая доля марганца будет 55,4% из 86 г.
- Для оксида Mn₂O₇, массовая доля марганца будет 71,5% из 254 г.
Таким образом, применив исходные данные, формула, соответствующая массовой доле 34,8%, может указывать на более сложный оксид, возможно, MnO₄ или другой, но в данном контексте, можно утверждать, что на основании только массовой доли, формулу определить точно не удастся, и следует рассмотреть другие варианты на основе имеющихся оксидов марганца.