Номер 191, страница 36 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

191. Рассчитайте массовую долю нейтронов в нуклиде криптона-84. Чему равна мольная доля протонов в атоме этого нуклида?

Рассчитайте массовую долю нейтронов в нуклиде криптона-84.

Дано:

Нуклид: криптон-84 ($^{84}\text{Kr}$)

Найти:

Массовую долю нейтронов $w(n)$

Решение:

Нуклид криптона-84 обозначается как $^{A}_{Z}\text{Kr}$, где $A$ – массовое число (общее число протонов и нейтронов), а $Z$ – зарядовое число (число протонов).

Из условия задачи, массовое число $A = 84$.

Порядковый номер криптона (Kr) в периодической системе химических элементов равен 36, следовательно, число протонов в ядре $Z = 36$.

Число нейтронов $N$ в ядре можно найти по формуле:

$N = A - Z$

$N = 84 - 36 = 48$

Массовая доля нейтронов $w(n)$ – это отношение суммарной массы нейтронов к общей массе ядра (нуклида). Массы протона ($m_p$) и нейтрона ($m_n$) приблизительно равны, поэтому для расчета массовой доли можно использовать их количества.

$w(n) = \frac{N \cdot m_n}{Z \cdot m_p + N \cdot m_n} \approx \frac{N}{Z + N} = \frac{N}{A}$

Подставим числовые значения:

$w(n) = \frac{48}{84} = \frac{4}{7} \approx 0.5714$

Чтобы выразить в процентах, умножим на 100%:

$w(n) \approx 0.5714 \cdot 100\% = 57.14\%$

Ответ: Массовая доля нейтронов в нуклиде криптона-84 составляет примерно 0,5714 или 57,14%.

Чему равна мольная доля протонов в атоме этого нуклида?

Решение:

Мольная доля компонента в системе равна отношению количества вещества этого компонента к общему количеству вещества всех компонентов. Для отдельного атома мольная доля частиц эквивалентна доле этих частиц от их общего числа в атоме.

Атом криптона-84 состоит из протонов, нейтронов и электронов. Атом электрически нейтрален, поэтому число электронов равно числу протонов.

Число протонов ($N_p$) = $Z = 36$.

Число нейтронов ($N_n$) = $N = 48$.

Число электронов ($N_e$) = числу протонов = 36.

Общее число частиц в атоме ($N_{общ}$):

$N_{общ} = N_p + N_n + N_e = 36 + 48 + 36 = 120$

Мольная доля протонов ($\chi_p$) рассчитывается как отношение числа протонов к общему числу частиц:

$\chi_p = \frac{N_p}{N_{общ}} = \frac{36}{120} = \frac{3}{10} = 0.3$

В процентах это составляет $0.3 \cdot 100\% = 30\%$.

Ответ: Мольная доля протонов в атоме криптона-84 равна 0,3 или 30%.