Чтобы вывести формулы воды, проводят ее разложение под действием электрического тока. В результате образуются газы: водород — два объема и кислород — один объем. При нормальных условиях 1 л водорода имеет массу 0,089 г, а 1 л кислорода — 1,429 г. Из этого можно сделать вывод, что
V(1 л водорода)
= (0,089*2) : 1,429 = 1 : 8
V (1 л кислорода)
Так как в молекуле воды не может быть меньше одного атома кислорода (16 а. е.м.), а простейшее массовое отношение водорода к кислороду равно 1:8, то в молекуле воды должно быть два атома водорода (2 а. е.м.). Значит, формула молекулы воды Н2O.
Доказать качественный состав воды опытным путем смогли только в конце восемнадцатого столетия при сжигании газа водорода в кислороде. Приблизительно в то же время состав воды доказал Лавуазье путем разложения ее на составные части. Он пропускал через раскалённый ружейный ствол пары воды. От действия высокой температуры вода разлагалась. В результате кислород соединялся с железом, а на внутренней поверхности ствола появлялась железная окалина. Из ствола выходил газ — водород. Количественный состав воды можно доказать путем ее синтеза. Для этого используют эвдиометр. Принцип проведения опыта заключается в том, что в замкнутой системе в результате действия искры протекает реакция образования воды из водорода и кислорода. Уровень воды в приборе поднимается эквимолярно количеству взятых газов. Так, если взяли два объема кислорода
и два объема водорода, останется один объем
кислорода
m вещества (Zn(NO3)2 = w * m раствора = 0,1 * 150 = 15 г
n(Zn(NO3)2) = m/M = 15 / 189 = 0,0794 моль
m вещества (H3PO4) = w * m раствора = 0,3 * 200 = 60 г
n(H3PO4) = m/M = 60 / 98 = 0,612 моль
n(Zn(NO3)2) : n(H3PO4) по уравнению = 3 : 2 (см. цифры перед формулами в уравнении)
по условию = 0,0794 : 0,612
значит фосфорная кислота(H3PO4) была в избытке.
Считать будем по недостатку - Zn(NO3)2
n(Zn(NO3)2 : n (Zn3(PO4)2) = 3 : 1
n(Zn3(PO4)2) = n(Zn(NO3)2) / 3 = 0,0794 / 3 = 0,0265 моль
m(Zn3(PO4)2) = M*n = 385 * 0,0265 = 10,2 г
m раствора конечного = m раствора(Zn(NO3)2) + m раствора(H3PO4) = 150 + 200 = 350 г
w(Zn3(PO4)2) = m(Zn3(PO4)2 / m конечного раствора * 100% = 10,2 / 350 *100% = 2,9 %
ответ: 2,9 %