Номер 10, страница 131 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 27. Сплавы. Глава 2. Общие свойства металлов - номер 10, страница 131.

Условие.

10. Сплав меди с алюминием, представляющий собой чистый интерметаллид, содержит 12,33% алюминия по массе. Определите формулу интерметаллида.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Сплав меди (Cu) и алюминия (Al), являющийся интерметаллидом.

Массовая доля алюминия: $\omega(Al) = 12,33\%$.

Найти:

Формулу интерметаллида $Cu_xAl_y$.

Решение:

Формула химического соединения отражает мольное соотношение атомов составляющих его элементов. Чтобы найти это соотношение, определим количество вещества каждого элемента в произвольной массе сплава. Для удобства расчетов примем массу сплава равной 100 г.

В 100 г сплава масса алюминия составит:

$m(Al) = 100 \text{ г} \cdot \frac{12,33}{100} = 12,33 \text{ г}$

Масса меди в этом же образце будет равна:

$m(Cu) = 100 \text{ г} - m(Al) = 100 \text{ г} - 12,33 \text{ г} = 87,67 \text{ г}$

Теперь вычислим количество вещества (число молей) для каждого элемента. Для этого используем молярные массы: $M(Al) \approx 27 \text{ г/моль}$ и $M(Cu) \approx 63,5 \text{ г/моль}$.

Количество вещества алюминия:

$n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{12,33 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} \approx 0,4567 \text{ моль}$

Количество вещества меди:

$n(Cu) = \frac{m(Cu)}{M(Cu)} = \frac{87,67 \text{ г}}{63,5 \text{ г/моль}} \approx 1,3806 \text{ моль}$

Соотношение индексов $x$ и $y$ в формуле $Cu_xAl_y$ равно соотношению количеств вещества меди и алюминия:

$x : y = n(Cu) : n(Al) = 1,3806 : 0,4567$

Для нахождения простейшего целочисленного соотношения разделим оба значения на наименьшее из них (0,4567):

$\frac{1,3806}{0,4567} : \frac{0,4567}{0,4567} \approx 3,023 : 1$

Полученное соотношение очень близко к целочисленному $3 : 1$. Это значит, что на 1 атом алюминия в структуре интерметаллида приходится 3 атома меди.

Таким образом, простейшая формула интерметаллида — $Cu_3Al$.

Ответ: $Cu_3Al$.