Mn 63.3% O 36.7% Mn 72.0% O 28.0%

Mn 63.3% O 36.7% Mn 72.0% O 28.0%

A compound X contains 63.3% Mn and 36.7% O by mass.

When X is heated, oxygen gas is evolved and

a new compound Y containing 72.0% Mn and 28.0% O is formed.

(a) Determine the empirical formulas of X and Y.

(b) Write a balanced equation for the conversion of X and Y.

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[참고] 원소분석

[ https://ywpop.tistory.com/64 ]

(a) Determine the empirical formulas of X and Y.

각 성분의 몰수를 계산하면,

> 63.3 g / (54.94 g/mol) = 1.152 mol Mn

> 36.7 g / (16.00 g/mol) = 2.294 mol O

몰수의 가장 작은 정수비를 계산하면,

Mn : O = 1.152 : 2.294

= 1.152/1.152 : 2.294/1.152

= 1 : 2

---> X의 실험식 = MnO2

> 72.0 / 54.94 = 1.311 mol Mn

> 28.0 / 16.00 = 1.75 mol O

Mn : O = 1.311 : 1.75

= 1.311/1.311 : 1.75/1.311

= 1 : 1.335

= 3 : 4

---> Y의 실험식 = Mn3O4

[키포인트] X와 Y는 이온 결합 화합물

금속(Mn) + 비금속(O) 화합물 이므로,

X와 Y는 이온 결합 화합물.

---> 실험식 = 화학식.

( 즉, 분자식 같은 것은 없다. )

(b) Write a balanced equation for the conversion of X and Y.

불균형 반응식

aMnO2 → bMn3O4 + cO2

미정계수법으로 계수를 결정하면,

( 참고: 미정계수법 https://ywpop.tistory.com/3902 )

> Mn의 개수: a = 3b ... (1)

> O의 개수: 2a = 4b + 2c ... (2)

b = 1 이라 두면,

from (1)식, a = 3

(2)식을 정리하면,

6 = 4 + 2c

c = 1

계수를 정리하면,

> a = 3

> b = 1

> c = 1

balanced equation

3MnO2 → Mn3O4 + O2

[키워드] MnO2 → Mn3O4 기준