Номер 5, страница 14 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

5. Опишите качественный и количественный состав фосфата кальция $Ca_3(PO_4)_2$.

Дано:

Химическая формула фосфата кальция: $Ca_3(PO_4)_2$

Найти:

Качественный и количественный состав соединения.

Решение:

Качественный состав

Качественный состав вещества определяет, из атомов каких химических элементов оно состоит. Для этого необходимо проанализировать его химическую формулу $Ca_3(PO_4)_2$.

В данной формуле присутствуют химические символы:

Ca – Кальций

P – Фосфор

O – Кислород

Следовательно, фосфат кальция – это сложное вещество, которое образовано тремя химическими элементами: кальцием, фосфором и кислородом.

Ответ: В состав фосфата кальция входят химические элементы: кальций (Ca), фосфор (P) и кислород (O).

Количественный состав

Количественный состав определяет, в каком соотношении находятся атомы элементов в веществе, а также их массовые доли. Эту информацию можно получить из индексов в химической формуле.

1. Соотношение атомов.

Формула $Ca_3(PO_4)_2$ показывает, что одна формульная единица вещества содержит:

- 3 атома кальция (Ca), на что указывает индекс 3.

- 2 атома фосфора (P), так как индекс 1 у фосфора внутри скобок умножается на индекс 2 за скобками: $1 \cdot 2 = 2$.

- 8 атомов кислорода (O), так как индекс 4 у кислорода внутри скобок умножается на индекс 2 за скобками: $4 \cdot 2 = 8$.

Таким образом, атомы в фосфате кальция находятся в соотношении Ca : P : O = 3 : 2 : 8. Общее число атомов в одной формульной единице: $3 + 2 + 8 = 13$.

2. Массовые доли элементов.

Для расчета массовых долей ($ω$) найдем относительную молекулярную массу $M_r$ фосфата кальция, используя относительные атомные массы элементов из Периодической таблицы (округленные до целых):

$A_r(Ca) = 40$

$A_r(P) = 31$

$A_r(O) = 16$

Относительная молекулярная масса $Ca_3(PO_4)_2$:

$M_r(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \cdot A_r(Ca) + 2 \cdot A_r(P) + 8 \cdot A_r(O) = 3 \cdot 40 + 2 \cdot 31 + 8 \cdot 16 = 120 + 62 + 128 = 310$.

Массовые доли элементов рассчитываются по формуле $ω(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)} \cdot 100\%$:

Массовая доля кальция:

$ω(Ca) = \frac{3 \cdot 40}{310} \cdot 100\% \approx 38.71\%$

Массовая доля фосфора:

$ω(P) = \frac{2 \cdot 31}{310} \cdot 100\% \approx 20\%$

Массовая доля кислорода:

$ω(O) = \frac{8 \cdot 16}{310} \cdot 100\% \approx 41.29\%$

Ответ: Одна формульная единица фосфата кальция содержит 3 атома кальция, 2 атома фосфора и 8 атомов кислорода. Соотношение атомов Ca:P:O = 3:2:8. Массовые доли элементов: $ω(Ca) \approx 38.71\%$, $ω(P) \approx 20\%$, $ω(O) \approx 41.29\%$.