Осенью 1941 года пороховых шашек для снаряжения ракетных снарядов для легендарных «Катюш» не хватало. Их реже стали применять на фронте. Проблема была связана с производством…
Осенью 1941 года пороховых шашек для снаряжения ракетных снарядов для легендарных «Катюш» не хватало. Их реже стали применять на фронте. Проблема была связана с производством баллиститного пороха на основе нитратов целлюлозы для реактивного двигателя снаряда. Формование пороховых шашек двигателя предполагало введение в смесь стабилизатора, в качестве которого применяли продукт переработки нефти «централит», закупаемый за границей. С началом войны закупки прекратились, запасов хватило ненадолго. Группа Александра Семеновича Бакаева предложила вместо импортного «централита» использовать дешевый оксид металла Х. Выяснилось, что этот оксид не только обеспечил нужную термостабильность баллиститного пороха, но и увеличил скорость его горения. За решение этой задачи А.С. Бакаев и его соратники были удостоены Сталинской премии. Какой оксид использовали в качестве стабилизатора? Массовая доля двухвалентного металла Х в этом оксиде составляет 60% PbO BaO CuO MgO
Давайте разберемся с задачей пошагово и подробно.
Задача:
В качестве стабилизатора в баллиститный порох для ракетных снарядов вместо импортного продукта «централит» предложили использовать оксид металла Х. Величина массовой доли двухвалентного металла Х в этом оксиде составляет 60%. Необходимо определить, какой именно оксид из предложенных — PbO, BaO, CuO или MgO — использовался.
Шаг 1. Определим, что означает «массовая доля двухвалентного металла Х в оксиде составляет 60%.»
Это значит, что в оксиде масса металла Х составляет 60% от полной массы этого оксида.
Шаг 2. Рассчитаем молярную массу каждого оксида:
| Оксид | Формула | Молярная масса (г/моль) |
|---|---|---|
| PbO | Свинца(II) оксид | 207 + 16 = 223 |
| BaO | Бария(II) оксид | 137 + 16 = 153 |
| CuO | Купрума(II) оксид | 63.5 + 16 = 79.5 |
| MgO | Магния(II) оксид | 24 + 16 = 40 |
Шаг 3. Расчитаем массу металла Х для каждого оксида при условии, что массовая доля металла равна 60%.
Обозначим:
- \( M_{metal} \) — молярная масса металла Х
- \( M_{oxide} \) — молярная масса оксида
- \( \text{доля} = 0.6 \)
Тогда:
\[ \frac{M_{metal}}{M_{oxide}} = 0.6 \]
или
\[ M_{metal} = 0.6 \times M_{oxide} \]
Проверим для каждого варианта:
Шаг 4. Анализ вариантов.
Вариант 1: PbO (свинец)
\[ M_{Pb} = 207 \text{ г/моль} \]
Рассчитаем:
\[ \frac{M_{Pb}}{223} = 0.6 \implies M_{Pb} = 0.6 \times 223 = 133.8 \text{ г/моль} \]
Но известно, что молярная масса свинца — 207 г/моль. Это больше, чем 133.8 г/моль. Значит, доля свинца в оксиде PbO не может быть 60%. Следовательно, PbO не подходит.
Вариант 2: BaO (барий)
\[ M_{Ba} = 137 \text{ г/моль} \]
Рассчитаем:
\[ 0.6 \times 153 = 91.8 \text{ г/моль} \]
Но наш металл байи — 137 г/моль, что больше 91.8 г/моль. Следовательно, доля бария в BaO также не составляет 60%. Значит, BaO не подходит.
Вариант 3: CuO (медь)
\[ M_{Cu} = 63.5 \text{ г/моль} \]
Рассчитаем:
\[ 0.6 \times 79.5 = 47.7 \text{ г/моль} \]
Аналогично, реальная молярная масса меди 63.5 г/моль, что больше 47.7 г/моль, следовательно доля не достигает 60%. Значит, CuO не подходит.
Вариант 4: MgO (магний)
\[ M_{Mg} = 24 \text{ г/моль} \]
Рассчитаем:
\[ 0.6 \times 40 = 24 \text{ г/моль} \]
Это идеально совпадает с молярной массой магния! То есть, если масса металла Х равна 24 г/моль, а масса всего оксида — 40 г/моль, то доля магния в оксиде действительно составляет 60%.
Итог:
Массовая доля металла химически совпадает только с оксидом MgO.
Ответ:
Оксид магния — MgO является стабилизатором, который использовали в качестве заменителя «централита».
Если есть дополнительные вопросы или нужно более глубокое объяснение, я с удовольствием помогу!
