Номер 4, страница 14 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 2. Закон постоянства состава вещества, закон сохранения массы веществ и закон Авогадро. Глава 1. Важнейшие понятия и законы химии - номер 4, страница 14.

Условие.

4. Установите формулу вещества, содержащего 11,3% (по массе) углерода, 45,3% кислорода и натрий. Как в быту называют это вещество?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$ \omega(C) = 11,3\% $
$ \omega(O) = 45,3\% $
Вещество содержит натрий (Na), углерод (C), кислород (O).

Найти:

Формулу вещества - $ Na_x C_y O_z $?
Бытовое название вещества?

Решение:

1. Первым шагом определим массовую долю натрия в веществе. Сумма массовых долей всех элементов в соединении равна 100%. Следовательно, массовая доля натрия ($ \omega(Na) $) равна:

$ \omega(Na) = 100\% - (\omega(C) + \omega(O)) = 100\% - (11,3\% + 45,3\%) = 100\% - 56,6\% = 43,4\% $

2. Для установления формулы вещества удобно предположить, что у нас есть 100 г этого вещества. В таком случае массы элементов в этом образце будут численно равны их массовым долям в процентах:

$ m(C) = 11,3 $ г
$ m(O) = 45,3 $ г
$ m(Na) = 43,4 $ г

3. Далее найдем количество вещества (число молей) для каждого элемента. Для этого используем формулу $ n = m/M $, где $ M $ – молярная масса элемента.

Атомные массы элементов (округлённо):
$ Ar(C) = 12 $ а.е.м. $ \implies M(C) = 12 $ г/моль
$ Ar(O) = 16 $ а.е.м. $ \implies M(O) = 16 $ г/моль
$ Ar(Na) = 23 $ а.е.м. $ \implies M(Na) = 23 $ г/моль

Вычисляем количество вещества:

$ n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{11,3 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 0,942 $ моль
$ n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{45,3 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 2,831 $ моль
$ n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{43,4 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} \approx 1,887 $ моль

4. Чтобы найти простейшую формулу, нужно найти соотношение индексов $ x, y, z $, которое соответствует соотношению количеств веществ $ n(Na) : n(C) : n(O) $. Для этого разделим все полученные значения количества вещества на наименьшее из них (в данном случае на $ n(C) \approx 0,942 $ моль):

$ x (Na) : y (C) : z (O) = n(Na) : n(C) : n(O) $
$ \text{Na: } \frac{1,887}{0,942} \approx 2,003 \approx 2 $
$ \text{C: } \frac{0,942}{0,942} = 1 $
$ \text{O: } \frac{2,831}{0,942} \approx 3,005 \approx 3 $

Таким образом, мы получили соотношение атомов в молекуле 2 : 1 : 3. Следовательно, простейшая химическая формула вещества – $ Na_2CO_3 $.

5. Вещество с формулой $ Na_2CO_3 $ – это карбонат натрия. В быту его называют кальцинированная сода или стиральная сода.

Ответ: Формула вещества – $ Na_2CO_3 $. В быту это вещество называют кальцинированная сода (стиральная сода).