Условие задачи

Хлор образует газообразные оксиды, в которых его валентность равна I и IV. Какой из оксидов легче хлора, а какой тяжелее?

Решение

Дисциплина: химия (особенно неорганическая химия и стехиометрия).

Мы знаем, что хлор образует два газообразных оксида, в которых его валентность равна I и IV. Обычно речь идёт о соединениях:

1. Оксиде с валентностью I – это диоксид монохлора, то есть хлор(Ι) оксид, формула Cl₂O. Здесь каждый атом хлора имеет степень окисления +1 (так как 2 · (+1) + (–2) = 0).

2. Оксиде с валентностью IV – это хлорный диоксид, ClO₂, где атом хлора имеет степень окисления +4 (так как +4 + 2 · (–2) = 0).

Чтобы определить, какой из оксидов «легче хлора», а какой «тяжелее», сравним их молярную массы с массой молекулы хлора (хлор в природе существует в виде двухатомной молекулы Cl₂).

Рассчитаем молярные массы (используем ориентировочные атомные массы: M(Cl) ≈ 35,5, M(O) ≈ 16):

1. Молярная масса хлора (Cl₂):
M(Cl₂) = 2 · 35,5 = 71

2. Для оксида Cl₂O (хлор в валентности I):
M(Cl₂O) = 2 · 35,5 + 16 = 71 + 16 = 87

3. Для оксида ClO₂ (хлор в валентности IV):
M(ClO₂) = 35,5 + 2 · 16 = 35,5 + 32 = 67,5

Сравним полученные значения с массой диатомного хлора (71):

• Оксид Cl₂O имеет молярную массу 87, что больше 71. Значит, Cl₂O «тяжелее хлора».

• Оксид ClO₂ имеет молярную массу 67,5, что меньше 71. Значит, ClO₂ «легче хлора».

Таким образом, при сравнении с хлором (Cl₂):

– Газообразный оксид Cl₂O (хлор с валентностью I) тяжелее хлора.
– Газообразный оксид ClO₂ (хлор с валентностью IV) легче хлора.