№ 7. Один из наиболее устойчивых МOКП имеет формулу Zr₆O₄(OH)₄(BDC)ₓ, где BDC — двухзарядный анион C₈H₄O₄²⁻. Найдите значение x, если известно, что цирконий имеет высшую возможную степень окисления Zr⁴⁺. Расположите элементы в этом МOКП в порядке увеличения их массовой доли: O, C, H, Zr.

В нейтральном соединении сумма зарядов равна нулю.

Заряды: шесть атомов Zr дают \(6\cdot(+4)=+24\); четыре атома O — \(4\cdot(-2)=-8\); четыре группы OH — \(4\cdot(-1)=-4\); каждый анион BDC имеет заряд \(-2\), поэтому их суммарный заряд равен \(-2x\).

Составим уравнение электронейтральности: \(24-8-4-2x=0\). Тогда \(12-2x=0\), откуда \(x=6\).

Для сравнения массовых долей рассчитаем массы элементов в формульной единице при относительных атомных массах H = 1, C = 12, O = 16, Zr = 91. В шести группах BDC содержится C₄₈H₂₄O₂₄; вместе с O₄ и (OH)₄ всего получается O₃₂. Массы элементов: H — 24; O — \(32\cdot16=512\); Zr — \(6\cdot91=546\); C — \(48\cdot12=576\). Поскольку масса формульной единицы для всех элементов общая, порядок массовых долей совпадает с порядком этих масс.

Ответ: \(x=6\); порядок увеличения массовой доли: H, O, Zr, C.