Давайте подробно разберем соединения CaSO₄ (сульфат кальция) и Mg(NO₃)₂ (нитрат магния) по заданным пунктам.
1. Качественный и количественный состав
Для CaSO₄ (сульфат кальция):
- Качественный состав: Вещество состоит из следующих химических элементов:
- Кальций (Ca)
- Сера (S)
- Кислород (O)
- Количественный состав: В одной формуле CaSO₄ содержится:
- 1 атом кальция (Ca)
- 1 атом серы (S)
- 4 атома кислорода (O)
Для Mg(NO₃)₂ (нитрат магния):
- Качественный состав: Вещество состоит из следующих химических элементов:
- Магний (Mg)
- Азот (N)
- Кислород (O)
- Количественный состав: В одной формуле Mg(NO₃)₂ содержится:
- 1 атом магния (Mg)
- 2 атома азота (N) (так как NO₃ берется дважды)
- 6 атомов кислорода (O) (в каждой группе NO₃ - 3 атома кислорода, их две группы, значит 2 × 3 = 6).
2. Молекулярная масса (Mᵣ)
Чтобы рассчитать молекулярную массу (Mᵣ), требуется учитывать атомные массы химических элементов (в атомных единицах массы, а.е.м.):
- Ca = 40
- S = 32
- O = 16
- Mg = 24
- N = 14
Для CaSO₄:
[ M_r(CaSO₄) = M(Ca) + M(S) + 4 \cdot M(O) ]
[ M_r(CaSO₄) = 40 + 32 + 4 \cdot 16 ]
[ M_r(CaSO₄) = 40 + 32 + 64 = 136 ]
Молекулярная масса CaSO₄ = 136 а.е.м.
Для Mg(NO₃)₂:
[ M_r(Mg(NO₃)₂) = M(Mg) + 2 \cdot \left[ M(N) + 3 \cdot M(O) \right] ]
[ M_r(Mg(NO₃)₂) = 24 + 2 \cdot \left[ 14 + 3 \cdot 16 \right] ]
[ M_r(Mg(NO₃)₂) = 24 + 2 \cdot \left[ 14 + 48 \right] ]
[ M_r(Mg(NO₃)₂) = 24 + 2 \cdot 62 ]
[ M_r(Mg(NO₃)₂) = 24 + 124 = 148 ]
Молекулярная масса Mg(NO₃)₂ = 148 а.е.м.
3. Нахождение массовой доли элементов
Массовая доля каждого элемента выражается в процентах и рассчитывается по формуле:
[
\omega(X) = \frac{M(X)}{M_{общая}} \cdot 100\%
]
Где ( M(X) ) — масса элемента (с учетом количества атомов в формуле), ( M_{общая} ) — молекулярная масса вещества.
Для CaSO₄:
- Масса кальция: ( M(Ca) = 40 )
- Масса серы: ( M(S) = 32 )
- Масса кислорода: ( M(O) = 4 \cdot 16 = 64 )
- Общая масса молекулы: ( M_r(CaSO₄) = 136 )
Массовая доля элементов:
- Кальций (( \omega(Ca) )):
[
\omega(Ca) = \frac{40}{136} \cdot 100\% \approx 29.41\%
]
- Сера (( \omega(S) )):
[
\omega(S) = \frac{32}{136} \cdot 100\% \approx 23.53\%
]
- Кислород (( \omega(O) )):
[
\omega(O) = \frac{64}{136} \cdot 100\% \approx 47.06\%
]
Для Mg(NO₃)₂:
- Масса магния: ( M(Mg) = 24 )
- Масса азота: ( M(N) = 2 \cdot 14 = 28 )
- Масса кислорода: ( M(O) = 6 \cdot 16 = 96 )
- Общая масса молекулы: ( M_r(Mg(NO₃)₂) = 148 )
Массовая доля элементов:
- Магний (( \omega(Mg) )):
[
\omega(Mg) = \frac{24}{148} \cdot 100\% \approx 16.22\%
]
- Азот (( \omega(N) )):
[
\omega(N) = \frac{28}{148} \cdot 100\% \approx 18.92\%
]
- Кислород (( \omega(O) )):
[
\omega(O) = \frac{96}{148} \cdot 100\% \approx 64.86\%
]
Итоговые результаты:
CaSO₄:
- Качественный состав: Ca, S, O
- Количественный состав: 1 Ca, 1 S, 4 O
- Молекулярная масса: 136 а.е.м.
- Массовые доли:
- ( \omega(Ca) \approx 29.41\% )
- ( \omega(S) \approx 23.53\% )
- ( \omega(O) \approx 47.06\% )
Mg(NO₃)₂:
- Качественный состав: Mg, N, O
- Количественный состав: 1 Mg, 2 N, 6 O
- Молекулярная масса: 148 а.е.м.
- Массовые доли:
- ( \omega(Mg) \approx 16.22\% )
- ( \omega(N) \approx 18.92\% )
- ( \omega(O) \approx 64.86\% )