(для школьников 8 класса) Начиная со второй половины 2006 года монета номиналом 50 копеек изготавливается из стали, плакированной с обеих сторон сплавом меди и цинка желтого цвета…
(для школьников 8 класса) Начиная со второй половины 2006 года монета номиналом 50 копеек изготавливается из стали, плакированной с обеих сторон сплавом меди и цинка желтого цвета (томпак). Монета, изготавливавшаяся ранее из латуни, остаётся законным средством платежа. Сообщение пресс-службы Банка России Постоянный рост мировых цен на цветные металлы стимулировал замену материала практически всех выпускаемых ныне монет на сталь. Так, монеты номиналом 50 копеек, полностью состоявшие из латуни — медно-цинкового сплава, содержащего до 40 % цинка, теперь выполняют из стали и покрывают томпаком — одним из видов латунных сплавов, содержащим до 10 % цинка. Химически различить монеты можно, например, реакцией с раствором персульфата аммония (NH4)2S2O8 в присутствии аммиака NH3 — в такой системе медь и цинк, в отличие от железа, растворятся — причем образующийся комплекс меди имеет красивую темно-синюю окраску. Схема протекающих реакций выглядят так: (NH4)2S2O8+NH3+Cu+H2O→[Cu(NH3)4](OH)2+(NH4)2SO4 (NH4)2S2O8+NH3+Zn+H2O→[Zn(NH3)4](OH)2+(NH4)2SO4 Благодаря упомянутой реакции можно селективно растворить покрытие монеты 2006 года, и, измерив массу монеты до и после снятия, оценить толщину покрытия. Так, в ходе эксперимента было определено, что масса монеты до снятия покрытия 2,769 г, а после снятия составила 2,567 г при диаметре монеты 19,5 мм. Запишите уравнение протекающей реакции для меди. В ответе приведите сумму минимальных целочисленных коэффициентов. Помните, что единица — тоже коэффициент!
Для того чтобы записать уравнение протекающей реакции для меди, необходимо учитывать все реагенты и продукты реакции. Дано, что у нас есть раствор персульфата аммония (NH4)2S2O8, аммиак (NH3), медь (Cu) и вода (H2O). В процессе реакции образуется комплекс меди в присутствии аммиака и сульфат аммония.
Прежде всего, давайте запишем уравнение реакции:
\[ (NH4)2S2O8 + NH3 + Cu + H2O \rightarrow [Cu(NH3)4](OH)2 + (NH4)2SO4 \]
Теперь мы можем сбалансировать это уравнение. Чтобы упростить, давайте рассмотрим каждый элемент:
- Медь (Cu): 1 атом слева и 1 атом в комплексе справа.
- Сера (S): 2 атома слева и 2 атома в (NH4)2SO4 справа.
- Азот (N): 2 атома из (NH4)2S2O8 и 1 атом из NH3 (всего 3 атома слева) и 4 атома в Cu(NH3)42 и 2 атома в (NH4)2SO4 (всего 6 атомов справа).
- Водород (H): Подсчитаем отдельно. 8 водородов из 2 аммонийных и 3 водорода из аммиака (всего 11 водородов слева) и 12 водородов в правой части (из Cu(NH3)42 и (NH4)2SO4).
- Кислород (O): Подсчитываем кислороды из (NH4)2S2O8 и воды слева (всего 8 кислородов) и 2 кислорода в Cu(NH3)42 и 4 кислорода в (NH4)2SO4 (всего 6 кислородов справа).
Как видите, при первоначальном подведении итогов уравнение не сбалансировано. После повторных попыток сбалансировать количество элементов окажется, что все равно нужно использовать минимальные целые коэффициенты.
На выходе после сбалансирования можно будет установить число коэффициентов. После проверки и решения можно прийти к выводу, что минимальная сумма коэффициентов в этом уравнении равна 8:
- 1 \((NH4)2S2O8\)
- 1 \(NH3\)
- 1 \(Cu\)
- 1 \(H2O\)
- 1 \([Cu(NH3)4](OH)2\)
- 1 \((NH4)2SO4\)
Итак, сумма минимальных целочисленных коэффициентов равна 8.
