Определить формулы веществ, в которых массовые доли элементов составляют: а) кальция 40%, углерода 12%, кислорода 48%, б) кремния 46,7 %, кислорода 53,3%в) кальция38,7%, фосфора…
Определить формулы веществ, в которых массовые доли элементов составляют: а) кальция 40%, углерода 12%, кислорода 48%, б) кремния 46,7 %, кислорода 53,3%в) кальция38,7%, фосфора 20%, кислорода 41,3% г) кальция 17%, водорода 1,7%, фосфора 26,5%, кислорода 54,7%Эти вещества используют в зубных пастах как абразивные материалы, которые обеспечивают очищающее и полирующее действие. Необходимо чистить зубы утром и вечером, чтобы предотвратить зубные отложения, вызывающие кариес и пародонтоз - разрушение зубов
Давайте подробно разберем задачу определения формул веществ по их массовым долям элементов.
Что нужно сделать?
Для каждого из данных веществ определить их химическую формулу, исходя из указанных массовых долей элементов. Эти вещества используются в зубных пастах, поэтому они — абразивы, и их формулы обычно соответствуют известным соединениям или гидроокислам.
Общий подход к решению
Перевести массовые доли элементов в молярные соотношения:
- Для каждого элемента рассчитаем количество молей на 100 г вещества, разделив массу элемента (в граммах) на его атомную массу.
Найти ближайшее соотношение целых чисел:
- Поделив молярные количества на минимальное значение, получим соотношение элементов в формуле вещества.
Записать формулу по полученному соотношению.
Построение решений для каждого элемента
а) Вещество с массовыми долями:
- Ca = 40% = 40 г
- C = 12% = 12 г
- O = 48% = 48 г
Атомные массы:
- Ca = 40,08 г/моль
- C = 12,01 г/моль
- O = 16,00 г/моль
Расчеты:
- молей Ca: 40 / 40,08 ≈ 0,998 ≈ 1
- молей C: 12 / 12,01 ≈ 0,999 ≈ 1
- молей O: 48 / 16 ≈ 3
Соотношение элементов:
Ca : C : O ≈ 1 : 1 : 3
Итоговая формула:
CaCO₃ — карбонат кальция.
б) Вещество с массовыми долями:
- Si = 46,7%
- O = 53,3%
Атомные массы:
- Si = 28,09 г/моль
- O = 16,00 г/моль
Расчеты:
- молей Si: 46,7 / 28,09 ≈ 1,66
- молей O: 53,3 / 16 ≈ 3,33
Для получения целых чисел умножим на 3:
- Si: 1,66 × 3 ≈ 4,98 ≈ 5
- O: 3,33 × 3 ≈ 9,99 ≈ 10
Итоговая формула:
Si₅O₁₀ — это формула для кремнезема (обычно это двухкремнийгипосиликат или силикаты), или по симметрии — SiO₂ (кремнезем). В данном случае, с учетом соотношения, наиболее вероятная — SiO₂.
в) Вещество с массовыми долями:
- Ca = 38,7%
- P = 20%
- O = 41,3%
Атомные массы:
- Ca = 40,08 г/моль
- P = 30,97 г/моль
- O = 16,00 г/моль
Расчеты:
- молей Ca: 38,7 / 40,08 ≈ 0,97
- молей P: 20 / 30,97 ≈ 0,65
- молей O: 41,3 / 16 ≈ 2,58
Умножим на 100 для получения целых чисел:
- Ca: 97
- P: 65
- O: 258
Делим на 97:
- Ca: 1
- P: 0,67
- O: 2,66
Умножим на 3:
- Ca: 3
- P: 2
- O: 8
Итоговая формула:
Ca₃(PO₄)₂ — фосфат кальция.
г) Вещество с массовыми долями:
- Ca = 17%
- H = 1,7%
- P = 26,5%
- O = 54,7%
Атомные массы:
- Ca = 40,08 г/моль
- H = 1,008 г/моль
- P = 30,97 г/моль
- O = 16,00 г/моль
Расчеты:
- Ca: 17 / 40,08 ≈ 0,42
- H: 1,7 / 1,008 ≈ 1,68
- P: 26,5 / 30,97 ≈ 0,85
- O: 54,7 / 16 ≈ 3.42
Нормализуем, деля все на 0,42:
- Ca: 1
- H: 1.68/0.42 ≈ 4
- P: 0.85/0.42 ≈ 2
- O: 3.42/0.42 ≈ 8.14
Приблизительно, соотношение:
Ca : H : P : O ≈ 1 : 4 : 2 : 8
Итоговая формула:
CaH₄(PO₄)₂
Это — гидрофосфат кальция, или фосфат гидрокальция.
Итоги:
| № | Формула вещества | Название |
|---|---|---|
| а) | CaCO₃ | Карбонат кальция |
| б) | SiO₂ | Кремнезем |
| в) | Ca₃(PO₄)₂ | Фосфат кальция |
| г) | CaH₄(PO₄)₂ | Гидрофосфат кальция |
Если нужен более подробный разбор по какому-либо из шагов — скажите!
