Чтобы определить массовую долю кремния (Si) в топазе, нам нужно выполнить несколько шагов, включая расчет молекулярной массы составных частей топаза и затем вычисление процентной массе кремния. Давайте разберём эту задачу подробно.
Шаг 1: Определим формулу топаза
Данная формула топаза: [Al_2SiO_4F_2].
Шаг 2: Определим атомные массы элементов
Вот атомные массы для необходимых элементов из таблицы Менделеева:
- Алюминий (Al) = 27 г/моль
- Кремний (Si) = 28 г/моль
- Кислород (O) = 16 г/моль
- Фтор (F) = 19 г/моль
Шаг 3: Найдем молекулярную массу топаза
Теперь рассчитаем молекулярную массу каждого элемента в формуле:
Алюминий (Al):
- В формуле два атома Al: (2 \times 27 = 54) г/моль.
Кремний (Si):
- В формуле один атом Si: (1 \times 28 = 28) г/моль.
Кислород (O):
- В формуле четыре атома O: (4 \times 16 = 64) г/моль.
Фтор (F):
- В формуле два атома F: (2 \times 19 = 38) г/моль.
Теперь сложим все значения, чтобы получить общую молекулярную массу топаза:
[
54, \text{(Al)} + 28, \text{(Si)} + 64, \text{(O)} + 38, \text{(F)} = 184, \text{г/моль}
]
Шаг 4: Находим массовую долю кремния
Теперь у нас есть общая молекулярная масса топаза (184 г/моль) и масса кремния (28 г/моль). Чтобы найти массовую долю кремния, используем следующую формулу:
[
\text{Массовая доля Si} = \left( \frac{\text{масса Si}}{\text{молярная масса топаза}} \right) \times 100%
]
Подставляем значения:
[
\text{Массовая доля Si} = \left( \frac{28}{184} \right) \times 100%
]
Теперь посчитаем:
- Вычислим дробь: ( \frac{28}{184} \approx 0.15217).
- Умножим на 100%: ( 0.15217 \times 100 \approx 15.22%).
Ответ
Таким образом, массовая доля кремния в топазе составляет примерно 15.22%.
