5. Минерал андрадит относится к группе изоморфных минералов, островные силикаты из группы гранатов и содержит 21,58% кальция, 20,14% железа, 15,11% кремния, 43,17% кислорода. Определите химическую формулу андрадита.

Возьмём условно 100 г минерала. Тогда массы элементов в образце равны указанным процентам. Переведём их в количества вещества:

• Ca: \(21.58/40.08\approx0.538\) моль;
• Fe: \(20.14/55.85\approx0.361\) моль;
• Si: \(15.11/28.09\approx0.538\) моль;
• O: \(43.17/16\approx2.698\) моль.

Делим значения на наименьшее, 0.361: соотношение приблизительно Ca:Fe:Si:O = 1.49:1:1.49:7.48. Умножение на 2 даёт близкое целочисленное соотношение Ca₃Fe₂Si₃O₁₅.

Однако оно не соответствует известной формуле андрадита: Ca₃Fe₂(SiO₄)₃ = Ca₃Fe₂Si₃O₁₂. Следовательно, проценты в условии не согласуются с формулой минерала и, вероятно, содержат ошибку. Если использовать именно приведённые проценты как исходные данные, ближайшая расчётная формула — Ca₃Fe₂Si₃O₁₅; для формулы андрадита — Ca₃Fe₂(SiO₄)₃. Уточните состав, если требуется получить именно формулу минерала из заданных процентов.