Рассчитайте массовую долю сульфат-ионов SO2 в со-ставе квасцов К₂SO₄ Al2(SO4)3 24H2O.
Давайте разберём задачу по шагам.
Задача: Рассчитать массовую долю сульфат-ионов SO₄²⁻ в составе квасцов K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O.
Шаг 1. Записать химическую формулу и определиться с составом
Формула:
\[ \mathrm{K_2SO_4 \cdot Al_2(SO_4)_3 \cdot 24H_2O} \]
Это сложное соединение, состоящее из:
- Калий сульфата (K₂SO₄)
- Алюмината сульфата (Al₂(SO₄)₃)
- Водного кристаллического вещества (24 молекулы воды)
Шаг 2. Определить атомные массы веществ
Атомные массы (в г/моль):
- K = 39
- S = 32
- O = 16
- Al = 27
- H = 1
Рассчитаем молекулярную массу каждого компонента:
K₂SO₄:
\[ 2 \times 39 (K) + 32 (S) + 4 \times 16 (O) = 78 + 32 + 64 = 174 \text{ г/моль} \]
Al₂(SO₄)₃:
\[ 2 \times 27 (Al) + 3 \times (32 + 4 \times 16) \]
\[ 54 + 3 \times (32 + 64) = 54 + 3 \times 96 = 54 + 288 = 342 \text{ г/моль} \]
H₂O:
\[ 2 \times 1 + 16 = 18 \text{ г/моль} \]
Молекула квасцов благородна водою: 24 молекулы воды:
\[ 24 \times 18 = 432 \text{ г/моль} \]
Шаг 3. Рассчитать массу всего соединения
Молекулярная масса квасцов:
\[ M_{квасцы} = 174 + 342 + 432 = 948 \text{ г/моль} \]
Шаг 4. Определить массу сульфат-ионов (SO₄²⁻)
Обратите внимание:
- В K₂SO₄ содержится 1 сульфат-ион (1 SO₄²⁻)
- В Al₂(SO₄)₃ содержится 3 сульфат-ионов (3 SO₄²⁻)
Общий число сульфат-ионов в составе:
\[ 1 + 3 = 4 \text{ SO}_4^{2-} \]
Масса одного сульфат-иона (SO₄²⁻):
\[ 32 (S) + 4 \times 16 (O) = 32 + 64 = 96 \text{ г/моль} \]
Общая масса всех сульфат-ионов:
\[ 4 \times 96 = 384 \text{ г/моль} \]
Шаг 5. Рассчитать массовую долю сульфат-ионов
Массовая доля сульфат-ионов в квасцах:
\[ \frac{\text{масса всех SO}_4^{2-}}{\text{масса квасцов}} \times 100\% \]
\[ \frac{384}{948} \times 100\% \approx 40.5\% \]
Ответ:
Массовая доля сульфат-ионов SO₄²⁻ в квасцах составляет примерно 40.5%.
