Уже в первые месяцы войны в тылу врага действовали советские партизанские отряды, мобильные разведывательные группы. Важнейшее средство связи для них — коротковолновая…
Уже в первые месяцы войны в тылу врага действовали советские партизанские отряды, мобильные разведывательные группы. Важнейшее средство связи для них — коротковолновая радиостанция. Для ее работы необходимы независимые от электросети и надежные источники питания. Группой ленинградских ученых во главе с академиком Абрамом Федоровичем Иоффе был разработан «партизанский котелок» — термоэлектрический генератор. Термоэлементы были расположены в утолщенном дне «котелка». Нижняя часть нагревалась теплом костра, верхняя охлаждалась водой. Так создавался перепад температур, необходимый для работы термоэлементов. А.Ф. Иоффе предложил использовать надежные термоэлектрические элементы из константана (сплав меди с никелем) и полупроводника, соединения двух элементов с мольным отношением атомов 1:1. Массовые доли — 34,8% и 65,2%. Какие элементы входили в состав этого полупроводника? Si и Sb Zn и Sb Si и Ge Zn и Ge
Давайте разберемся с задачей по порядку.
Исходные данные:
- В состав полупроводника входит соединение двух элементов с мольным отношением 1:1.
- Массовые доли для соединения: 34,8% и 65,2%.
- Это соединение используется для изготовления термоэлектрических элементов.
- В задаче спрашивают, какие элементы входили в состав этого полупроводника.
Анализ:
Мольное отношение 1:1 означает, что атомы этих двух элементов находятся в равных молях, то есть их количество по молям одинаково.
Массовые доли позволяют определить, какие элементы могли входить в состав.
Рассмотрим предлагаемые варианты:
- Si и Sb
- Zn и Sb
- Si и Ge
- Zn и Ge
Известно, что Si (кремний), Ge (германий), Sb (санби) и Zn (цинк) — все используются в полупроводниках или для создания термоэлектрических материалов.
Подробное решение:
Вариант 1: Si и Sb
- Молярные массы:
- Si: примерно 28 г/моль
- Sb: примерно 122 г/моль
Допустим, что в соединении есть столько атомов каждого элемента, чтобы соблюдалось мольное отношение 1:1.
Пусть равно молярное количество каждого элемента — 1 моль.
Масса этого количества:
- Si: 28 г
- Sb: 122 г
Общая масса: 28 + 122 = 150 г.
Массовая доля Si:
- (28 / 150) * 100% ≈ 18.67%
Массовая доля Sb:
- (122 / 150) * 100% ≈ 81.33%
Это не соответствует указанным 34,8% и 65,2%, так как показатели сильно отличаются.
Вариант 2: Zn и Sb
Молярные массы:
- Zn — около 65 г/моль
- Sb — около 122 г/моль
Общая масса:
- 65 + 122 = 187 г
Массовые доли:
- Zn: (65 / 187) * 100% ≈ 34.75%
- Sb: (122 / 187) * 100% ≈ 65.25%
Эти показатели очень близки к указанным в задаче:
- 34,8%
- 65,2%
Это очень сильно указывает на этот вариант.
Вариант 3: Si и Ge
Молярные массы:
- Si: 28 г/моль
- Ge: 72 г/моль
Общая масса:
- 28 + 72 = 100 г
Массовые доли:
- Si: 28%
- Ge: 72%
Не совпадает с данными (34,8% и 65,2%). Значит, этот вариант не подходит.
Вариант 4: Zn и Ge
Молярные массы:
- Zn: 65 г/моль
- Ge: 72 г/моль
Общая масса:
- 65 + 72 = 137 г
Массовые доли:
- Zn: (65 / 137) * 100% ≈ 47.4%
- Ge: (72 / 137) * 100% ≈ 52.6%
Это не совпадает с заданными долями.
Вывод:
Наиболее подходящий вариант — Zn и Sb, поскольку их массовые доли почти точно совпадают с указанными (34,8% и 65,2%).
Ответ:
Zn и Sb
