2. Определите энергетический переход электрона атома водорода, соответствующей длине волны = 434 нм линии в спектре испускания атомарного водорода
4. Определите степени окисления элементов в молекуле роданистоводородной
кислоты H-N = C = S. Примите, что электроотрицате.ьности серы и углерода
равны, и распределение электронной плотности происходит в равной
степени между этими атомами.
5. Из раствора комплексной соли CoCl3-4NH3 нитрат серебра осаждает только 1/3 содержащегося в ней хлора. Напишите координационную формулу соли, назовите ее и охарактеризуйте поведение данного комплексного
соединения в растворе.
6. К 60 г 40%-го раствора сульфата магния добавили 200 г 10%-го раствора
хлорида бария, осадок отфильтровали. Определите мольную долю, титр,
молярную, нормальную и моляльную концентрации сульфата магния в
полученном растворе, если его плотность равна 1.2 г/мл.
Формула Ридберга для водорода:
1/λ = R(1/n₁² - 1/n₂²),
где λ - длина волны (в метрах),
R - постоянная Ридберга (R = 1.0973731568508 × 10^7 м⁻¹),
n₁ - начальное состояние электрона (обычно равно 1 для основного состояния),
n₂ - конечное состояние электрона (у нас неизвестно).
Для решения задачи подставим значение длины волны в формулу Ридберга и выразим n₂:
1/434 × 10⁻⁹ = 1.0973731568508 × 10^7 (1/1² - 1/n₂²),
1/43400 = 1.0973731568508 × 10^7 (1 - 1/n₂²).
Решим полученное уравнение численно:
1/43400 = 1.0973731568508 × 10^7 - 1.0973731568508 × 10^7/n₂².
Переставим уравнение, чтобы избавиться от дроби:
1.0973731568508 × 10^7/n₂² = 1.0973731568508 × 10^7 - 1/43400,
1.0973731568508 × 10^7/n₂² = (1.0973731568508 × 10^7 * 43400 - 1) / 43400,
n₂² = 1.0973731568508 × 10^7 * 43400 / (1.0973731568508 × 10^7 * 43400 - 1).
n₂² = 1.00000001605937.
n₂ ≈ 1, т.к. n₂ - целое число.
Таким образом, энергетический переход электрона атома водорода, соответствующий длине волны 434 нм, соответствует переходу электрона с первого энергетического уровня на второй уровень.
2. Для определения степени окисления элементов в молекуле роданистоводородной кислоты H-N = C = S, мы должны учитывать следующее:
- Водород (H) обычно имеет степень окисления +1, за исключением случаев, когда он находится в металлических соединениях или бинарных кислотах, где его степень окисления -1.
- Азот (N) в азотистоводородной группе имеет степень окисления -3.
- Карбон (C) в ацетиленовой или аскетоновой группах имеет степень окисления -2.
- Сера (S) может иметь степень окисления от -2 до +6 в различных соединениях.
Используя данные из задачи, мы видим, что электроотрицательности серы и углерода равны, и распределение электронной плотности происходит в равной степени между этими атомами. Это означает, что мы можем предположить, что степень окисления углерода и серы равна друг другу.
Итак, рассмотрим возможные степени окисления для углерода и серы:
- Если мы предположим, что степень окисления серы (S) равна +6, то степень окисления углерода (C) также должна быть +6, чтобы сохранить равномерное распределение электронной плотности. Однако в данном случае степень окисления серы равна -2 + 6 = +4, что не согласуется с предположением. Следовательно, данное предположение неверно.
- Попробуем назначить степени окисления -2 для обоих атомов. В этом случае степень окисления серы (S) будет равна -2, что соответствует ее электроотрицательности, и степень окисления углерода (C) будет равна -2, что также соответствует его электроотрицательности. Таким образом, данное предположение обосновано.
Таким образом, степени окисления элементов в молекуле роданистоводородной кислоты H-N = C = S равны:
- Сера (S) имеет степень окисления -2.
- Углерод (C) имеет степень окисления -2.
3. Координационная формула комплексной соли CoCl₃·4NH₃ можно определить, учитывая информацию о том, что нитрат серебра осаждает только 1/3 содержащегося в комплексной соли хлора.
Чтобы найти координационную формулу, мы должны сначала определить количество аммиака (NH₃) и хлорида (Cl) в комплексном ионе.
Из условия задачи мы знаем, что нитрат серебра (AgNO₃) осаждает только 1/3 содержащегося хлора (Cl). Это означает, что в комплексном ионе содержится 3 молекулы хлорида.
Теперь рассмотрим комплексное соединение CoCl₃·4NH₃. Учитывая, что в общем ионе количество анионов (хлоридов) равно количеству катионов (аммиев), мы можем предположить, что в общем ионе содержится также 3 молекулы аммиака.
Теперь мы можем записать координационную формулу соли. Учитывая, что аммиак (NH₃) является лигандом, образуя комплекс с катионом кобальта (Co³⁺), координационная формула будет выглядеть следующим образом:
[Co(NH₃)₃Cl₃]·NH₃
Комплексное соединение CoCl₃·4NH₃ называется триаммихлоридокобальт(III)атриаммияхлорид.
Поведение данного комплексного соединения в растворе можно охарактеризовать следующим образом:
- В растворе комплексный ион будет диссоциировать, освобождая анионы и катионы. В данном случае мы получим ионы [Co(NH₃)₃Cl₃]³⁺ и NH₃.
- Ионы [Co(NH₃)₃Cl₃]³⁺ обладают химической активностью и могут участвовать в различных химических реакциях, свойственных соединениям кобальта.
- NH₃ является слабым основанием и может образовывать координационные связи с другими катионами или образовывать комплексные ионы с ионами металлов других соединений в растворе.
- В целом, комплексное соединение CoCl₃·4NH₃ обладает высокой степенью стабильности и может сохранять свою структуру в растворе.