Номер 182, страница 41 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

182. Рассчитайте массовые доли химических элементов в фосфорной кислоте.

Дано:

Фосфорная кислота: $H_3PO_4$

Найти:

Массовые доли химических элементов $ω(H)$, $ω(P)$, $ω(O)$ в фосфорной кислоте.

Решение:

Для расчета массовых долей элементов в химическом соединении необходимо знать его химическую формулу, а также относительные атомные массы ($Ar$) элементов, входящих в его состав.

Химическая формула фосфорной (или ортофосфорной) кислоты: $H_3PO_4$.

Воспользуемся значениями относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, округленными до целых чисел:

$Ar(H) = 1$

$Ar(P) = 31$

$Ar(O) = 16$

Сначала вычислим относительную молекулярную массу ($Mr$) фосфорной кислоты. Она равна сумме произведений относительных атомных масс элементов на число их атомов в молекуле:

$Mr(H_3PO_4) = 3 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(P) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 3 + 31 + 64 = 98$.

Массовая доля ($ω$) элемента в соединении вычисляется по формуле:

$ω(элемента) = \frac{n \cdot Ar(элемента)}{Mr(соединения)}$

где $n$ — это количество атомов данного элемента в одной формульной единице соединения.

Теперь рассчитаем массовую долю для каждого элемента в $H_3PO_4$.

Массовая доля водорода (H)

В молекуле содержится 3 атома водорода.$ω(H) = \frac{3 \cdot Ar(H)}{Mr(H_3PO_4)} = \frac{3 \cdot 1}{98} \approx 0.0306$

Для выражения в процентах, умножаем полученное значение на 100%:

$ω(H) = 0.0306 \cdot 100\% = 3.06\%$

Массовая доля фосфора (P)

В молекуле содержится 1 атом фосфора.$ω(P) = \frac{1 \cdot Ar(P)}{Mr(H_3PO_4)} = \frac{1 \cdot 31}{98} \approx 0.3163$

В процентах:

$ω(P) = 0.3163 \cdot 100\% = 31.63\%$

Массовая доля кислорода (O)

В молекуле содержится 4 атома кислорода.$ω(O) = \frac{4 \cdot Ar(O)}{Mr(H_3PO_4)} = \frac{4 \cdot 16}{98} = \frac{64}{98} \approx 0.6531$

В процентах:

$ω(O) = 0.6531 \cdot 100\% = 65.31\%$

Проверка: сумма массовых долей должна быть равна 100%.

$3.06\% + 31.63\% + 65.31\% = 100.00\%$

Ответ: Массовые доли химических элементов в фосфорной кислоте: $ω(H) = 3.06\%$, $ω(P) = 31.63\%$, $ω(O) = 65.31\%$.