Номер 450, страница 83 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

450. Стронций-90 является радиоактивным нуклидом, который образуется при делении ядер в ядерных реакторах. Химический элемент стронций — аналог кальция, и поэтому способен откладываться в костях. Длительное воздействие $^{90}\text{Sr}$ и продуктов его распада поражает костную ткань, что может привести к развитию опухоли. В виде какой соли откладывается стронций в костях? Чему равна массовая доля стронция в этой соли?

В виде какой соли откладывается стронций в костях?

В условии задачи указано, что стронций является химическим аналогом кальция. Костная ткань человека состоит в основном из неорганического вещества – гидроксиапатита, который является фосфатом кальция. Его упрощенная формула – $Ca_3(PO_4)_2$. Поскольку стронций ($Sr$) и кальций ($Ca$) относятся к одной группе периодической системы (щелочноземельные металлы), они обладают сходными химическими свойствами. Попадая в организм, стронций может замещать кальций в его соединениях, в том числе и в костной ткани. Следовательно, стронций откладывается в костях в виде фосфата стронция. Катион стронция имеет заряд +2 ($Sr^{2+}$), а фосфат-анион имеет заряд -3 ($PO_4^{3-}$). Таким образом, химическая формула соли – $Sr_3(PO_4)_2$.

Ответ: стронций откладывается в костях в виде фосфата стронция ($Sr_3(PO_4)_2$).

Чему равна массовая доля стронция в этой соли?

Для расчета массовой доли ($\omega$) стронция в фосфате стронция ($Sr_3(PO_4)_2$) воспользуемся формулой:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(соединения)} \cdot 100\%$

где $\omega(Э)$ – массовая доля элемента, $n$ – число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ – относительная атомная масса элемента, а $Mr(соединения)$ – относительная молекулярная масса соединения.

Дано:

Соединение: фосфат стронция ($Sr_3(PO_4)_2$).

Относительные атомные массы (округленные до целых):

$Ar(Sr) = 88$

$Ar(P) = 31$

$Ar(O) = 16$

Найти:

$\omega(Sr)$ - ?

Решение:

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу фосфата стронция $Mr(Sr_3(PO_4)_2)$:

$Mr(Sr_3(PO_4)_2) = 3 \cdot Ar(Sr) + 2 \cdot (Ar(P) + 4 \cdot Ar(O))$

$Mr(Sr_3(PO_4)_2) = 3 \cdot 88 + 2 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 264 + 2 \cdot (31 + 64) = 264 + 2 \cdot 95 = 264 + 190 = 454$

2. Рассчитаем массовую долю стронция в $Sr_3(PO_4)_2$. В одной формульной единице соединения содержится 3 атома стронция.

$\omega(Sr) = \frac{3 \cdot Ar(Sr)}{Mr(Sr_3(PO_4)_2)} \cdot 100\%$

$\omega(Sr) = \frac{3 \cdot 88}{454} \cdot 100\% = \frac{264}{454} \cdot 100\% \approx 0.5815 \cdot 100\% \approx 58.15\%$

Ответ: массовая доля стронция в фосфате стронция составляет примерно 58,15%.