Номер 1, страница 84, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Амальгаму таллия (содержащую 8,5% Tl) используют в термометрах в условиях Крайнего Севера, она затвердевает при – 60o C. Каково соотношение атомов (химическая формула соединения) Hg и Tl в этой амальгаме?

Ответ: $Hg_{11}Tl$.

1. Дано:

Массовая доля таллия в амальгаме: $ \omega(Tl) = 8,5 \% $

Амальгама состоит из таллия (Tl) и ртути (Hg).

Найти:

Соотношение атомов Hg и Tl (химическую формулу соединения) - $Hg_xTl_y$

Решение:

Задача заключается в нахождении мольного соотношения атомов ртути и таллия, которое определяет простейшую химическую формулу соединения. Информация о температуре затвердевания является справочной и для расчетов не требуется.

1. Определим массовую долю ртути (Hg) в амальгаме. Поскольку амальгама является двухкомпонентным сплавом, сумма массовых долей ее компонентов равна 100%.

$ \omega(Hg) = 100\% - \omega(Tl) = 100\% - 8,5\% = 91,5\% $

2. Для нахождения соотношения атомов необходимо перейти от масс к количествам вещества (молям). Для удобства расчетов примем общую массу амальгамы равной 100 г. В этом случае массы компонентов будут численно равны их массовым долям в процентах:

$ m(Tl) = 100 \, г \cdot \frac{8,5}{100} = 8,5 \, г $

$ m(Hg) = 100 \, г \cdot \frac{91,5}{100} = 91,5 \, г $

3. Найдем молярные массы таллия и ртути, используя периодическую систему химических элементов.

Молярная масса таллия: $ M(Tl) \approx 204,4 \, г/моль $

Молярная масса ртути: $ M(Hg) \approx 200,6 \, г/моль $

4. Рассчитаем количество вещества (число молей) для каждого элемента в 100 г амальгамы, используя формулу $ n = \frac{m}{M} $.

Количество вещества таллия:

$ n(Tl) = \frac{m(Tl)}{M(Tl)} = \frac{8,5 \, г}{204,4 \, г/моль} \approx 0,0416 \, моль $

Количество вещества ртути:

$ n(Hg) = \frac{m(Hg)}{M(Hg)} = \frac{91,5 \, г}{200,6 \, г/моль} \approx 0,4561 \, моль $

5. Соотношение атомов в соединении равно соотношению их количеств вещества. Чтобы найти простейшее целочисленное соотношение, разделим количество молей каждого элемента на наименьшее из полученных значений, то есть на $ n(Tl) $.

Индекс для Hg: $ x = \frac{n(Hg)}{n(Tl)} = \frac{0,4561 \, моль}{0,0416 \, моль} \approx 10,96 $

Индекс для Tl: $ y = \frac{n(Tl)}{n(Tl)} = \frac{0,0416 \, моль}{0,0416 \, моль} = 1 $

Полученное соотношение $ x : y \approx 10,96 : 1 $. Округляя до ближайших целых чисел, получаем соотношение $11 : 1$.

Следовательно, на 1 атом таллия приходится 11 атомов ртути. Химическая формула соединения (интерметаллида) будет $ Hg_{11}Tl_1 $, или $ Hg_{11}Tl $.

Ответ: Соотношение атомов Hg и Tl в данной амальгаме составляет 11:1, что соответствует химической формуле $Hg_{11}Tl$.