Номер 8, страница 158 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Рассчитайте массовую долю фосфора в следующих соединениях: гидроксоапатит $Ca_5(OH)(PO_4)_3$ (входит в состав костей), фторапатит $Ca_5F(PO_4)_3$ (входит в состав зубной эмали) и аденозинфосфат $C_{10}H_{14}N_5O_7P$ (входит в состав клеток и тканей).

Дано:

гидроксиапатит – $Ca_5(OH)(PO_4)_3$

фторапатит – $Ca_5F(PO_4)_3$

аденозинфосфат – $C_{10}H_{14}N_5O_7P$

Найти:

$\omega(P)$ – массовую долю фосфора в каждом соединении.

Решение:

Массовая доля элемента в сложном веществе ($\omega$) вычисляется по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов данного элемента в формульной единице вещества, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(\text{вещества})$ — относительная молекулярная (формульная) масса вещества.

Для расчетов используем округленные значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева:

$Ar(Ca) = 40$; $Ar(O) = 16$; $Ar(H) = 1$; $Ar(P) = 31$; $Ar(F) = 19$; $Ar(C) = 12$; $Ar(N) = 14$.

гидроксиапатит

1. Найдем относительную формульную массу гидроксиапатита $Ca_5(OH)(PO_4)_3$:

$Mr(Ca_5(OH)(PO_4)_3) = 5 \cdot Ar(Ca) + 1 \cdot Ar(O) + 1 \cdot Ar(H) + 3 \cdot (Ar(P) + 4 \cdot Ar(O)) = 5 \cdot 40 + 16 + 1 + 3 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 200 + 17 + 3 \cdot (31 + 64) = 217 + 3 \cdot 95 = 217 + 285 = 502$

2. В одной формульной единице гидроксиапатита содержится 3 атома фосфора.

3. Рассчитаем массовую долю фосфора:

$\omega(P) = \frac{3 \cdot Ar(P)}{Mr(Ca_5(OH)(PO_4)_3)} \cdot 100\% = \frac{3 \cdot 31}{502} \cdot 100\% = \frac{93}{502} \cdot 100\% \approx 18.53\%$

Ответ: массовая доля фосфора в гидроксиапатите составляет 18.53%.

фторапатит

1. Найдем относительную формульную массу фторапатита $Ca_5F(PO_4)_3$:

$Mr(Ca_5F(PO_4)_3) = 5 \cdot Ar(Ca) + 1 \cdot Ar(F) + 3 \cdot (Ar(P) + 4 \cdot Ar(O)) = 5 \cdot 40 + 19 + 3 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 200 + 19 + 3 \cdot (31 + 64) = 219 + 3 \cdot 95 = 219 + 285 = 504$

2. В одной формульной единице фторапатита содержится 3 атома фосфора.

3. Рассчитаем массовую долю фосфора:

$\omega(P) = \frac{3 \cdot Ar(P)}{Mr(Ca_5F(PO_4)_3)} \cdot 100\% = \frac{3 \cdot 31}{504} \cdot 100\% = \frac{93}{504} \cdot 100\% \approx 18.45\%$

Ответ: массовая доля фосфора в фторапатите составляет 18.45%.

аденозинфосфат

1. Найдем относительную молекулярную массу аденозинфосфата $C_{10}H_{14}N_5O_7P$ (аденозинмонофосфата, АМФ):

$Mr(C_{10}H_{14}N_5O_7P) = 10 \cdot Ar(C) + 14 \cdot Ar(H) + 5 \cdot Ar(N) + 7 \cdot Ar(O) + 1 \cdot Ar(P) = 10 \cdot 12 + 14 \cdot 1 + 5 \cdot 14 + 7 \cdot 16 + 1 \cdot 31 = 120 + 14 + 70 + 112 + 31 = 347$

2. В одной молекуле аденозинфосфата содержится 1 атом фосфора.

3. Рассчитаем массовую долю фосфора:

$\omega(P) = \frac{1 \cdot Ar(P)}{Mr(C_{10}H_{14}N_5O_7P)} \cdot 100\% = \frac{1 \cdot 31}{347} \cdot 100\% = \frac{31}{347} \cdot 100\% \approx 8.93\%$

Ответ: массовая доля фосфора в аденозинфосфате составляет 8.93%.