Карбонат калия применяется для изготовления стекол различного назначения. Использование поташа в качестве основы для стекла значительно увеличивает его твердость. Технология…

Для решения задачи нам нужно рассчитать массы исходных веществ, необходимых для производства 1 кг (1000 г) калиево-кальциевого стекла. Стекло имеет следующий состав: CaO · K2O · 6SiO2.

Шаги решения:

1. Определим состав конечного продукта:

   • Согласно составу CaO · K2O · 6SiO2, мы видим, что:
     • 1 моль CaO
     • 1 моль K2O
     • 6 моль SiO2

2. Посчитаем молярные массы компонентов:

   • Молярная масса CaO (Кальций и кислород): \[ M_{CaO} = M_{Ca} + M_{O} = 40.08 + 16.00 = 56.08 \, \text{г/моль} \]
   • Молярная масса K2O (Калий и кислород): \[ M_{K2O} = 2 \times M_{K} + M_{O} = 2 \times 39.10 + 16.00 = 94.20 \, \text{г/моль} \]
   • Молярная масса SiO2 (Кремний и кислород): \[ M_{SiO2} = M_{Si} + 2 \times M_{O} = 28.09 + 2 \times 16.00 = 60.09 \, \text{г/моль} \]

3. Теперь расставим молярные массы в формуле стекла:

   • Для 1 моль конечного продукта: \[ M_{продукта} = M_{CaO} + M_{K2O} + 6 \times M_{SiO2} = 56.08 + 94.20 + 6 \times 60.09 = 56.08 + 94.20 + 360.54 = 510.82 \, \text{г/моль} \]

4. Теперь нужно найти, сколько граммов каждого компонента потребуется для получения 1 кг стекла:

   • Пропорция для CaO: \[ m_{CaO} = \left( \frac{M_{CaO}}{M_{продукта}} \right) \times 1000 \approx \left( \frac{56.08}{510.82} \right) \times 1000 \approx 109.00 \, \text{г} \]
   • Пропорция для K2O: \[ m_{K2O} = \left( \frac{M_{K2O}}{M_{продукта}} \right) \times 1000 \approx \left( \frac{94.20}{510.82} \right) \times 1000 \approx 184.29 \, \text{г} \]
   • Пропорция для SiO2: \[ m_{SiO2} = \left( \frac{6 \times M_{SiO2}}{M_{продукта}} \right) \times 1000 \approx \left( \frac{6 \times 60.09}{510.82} \right) \times 1000 \approx 353.71 \, \text{г} \]

5. Учитываем примеси в кварцевом песке:

   • Кварцевый песок содержит 0.5% примесей, что означает, что на 100% выделяемой массы лишь 99.5% – это полезные вещества.
   • Если \( m_{SiO2} = 353.71 \, \text{г} \) – это 99.5% от общей массы песка: \[ m_{песка} = \frac{m_{SiO2}}{0.995} \approx \frac{353.71}{0.995} \approx 355.69 \, \text{г} \]

Итоговые массы исходных веществ:

• Масса CaO: 109 г
• Масса K2O: 184 г
• Масса кварцевого песка: 356 г (округлено до целых 356 г)

Таким образом, для производства 1 кг калиево-кальциевого стекла необходимо:

• 109 грамм CaO,
• 184 грамма K2O,
• 356 граммов кварцевого песка.