Определи процент массовой доли фосфора в апатите. C a 3 ( P O 4 ) 2 ⋅ 2 С a F 2 Ca 3 (PO 4 ) 2 ⋅2СaF 2
Давайте решим задачу, определив процент массовой доли фосфора в минерале апатит, который имеет химическую формулу \( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \cdot 2 \text{CaF}_2 \).
Шаг 1: Определение молекулярной массы соединения
Составные части: Формула апатита состоит из \( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \) и \( 2 \text{CaF}_2 \).
\( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \):
- Кальций (Ca): 3 атома
- Фосфор (P): 2 атома
- Кислород (O): 8 атомов (поскольку \( 4 \times 2 = 8 \))
\( 2 \text{CaF}_2 \):
- Кальций (Ca): 2 атома
- Фтор (F): 4 атома (поскольку \( 2 \times 2 = 4 \))
Молекулярные массы элементов:
- Ca ≈ 40 г/моль
- P ≈ 31 г/моль
- O ≈ 16 г/моль
- F ≈ 19 г/моль
Вычисление масс:
Молярная масса \( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \):
- Ca: \( 3 \times 40 = 120 \) г/моль
- P: \( 2 \times 31 = 62 \) г/моль
- O: \( 8 \times 16 = 128 \) г/моль
- Итого: \( 120 + 62 + 128 = 310 \) г/моль
Молярная масса \( 2 \text{CaF}_2 \):
- Ca: \( 2 \times 40 = 80 \) г/моль
- F: \( 4 \times 19 = 76 \) г/моль
- Итого: \( 80 + 76 = 156 \) г/моль
Общая молярная масса апатита: \[ 310 \text{ г/моль (от } \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\text{)} + 156 \text{ г/моль (от } 2 \text{CaF}_2\text{)} = 466 \text{ г/моль} \]
Шаг 2: Определение массы фосфора в молекуле
- Масса фосфора в молекуле: \[ \text{Mass of P} = 2 \text{ atoms of P} \times 31 \text{ g/mole} = 62 \text{ g/mole} \]
Шаг 3: Расчет массовой доли фосфора
Процентная масса фосфора в апатите: \[ \text{Percentage of P} = \left( \frac{\text{Mass of P}}{\text{Molar mass of apatite}} \right) \times 100\% \]
Подставим известные значения: \[ \text{Percentage of P} = \left( \frac{62 \text{ g/mole}}{466 \text{ g/mole}} \right) \times 100\% \approx 13.29\% \]
Ответ
Процент массовой доли фосфора в апатите составляет approximately 13.29%.
