Каков мольный состав оконного стекла, содержащего 13,0 % по массе оксида натрия, 13,7 % оксида кальция и 73,3 % оксида

Lisichka

24

Чтобы решить эту задачу и определить мольный состав оконного стекла, нам нужно знать массу каждого компонента в 100 г стекла. Затем мы можем использовать молярные массы этих компонентов, чтобы найти количество вещества каждого из них.

Данные:

- Оксид натрия (Na₂O) составляет 13,0% по массе оконного стекла,
- Оксид кальция (CaO) составляет 13,7% по массе оконного стекла,
- Оксид кремния (SiO₂) составляет 73,3% по массе оконного стекла.

Начнем с расчета масс каждого компонента. Предположим, что оконное стекло имеет массу 100 г:

Масса оксида натрия (Na₂O):
\[
\text{масса Na₂O} = (13,0\% \cdot 100\, \text{г}) = 13\, \text{г}
\]

Масса оксида кальция (CaO):
\[
\text{масса CaO} = (13,7\% \cdot 100\, \text{г}) = 13,7\, \text{г}
\]

Масса оксида кремния (SiO₂):
\[
\text{масса SiO₂} = (73,3\% \cdot 100\, \text{г}) = 73,3\, \text{г}
\]

Теперь мы можем найти количество вещества каждого компонента. Для этого нам нужно знать молярные массы оксидов:

Молярная масса Na₂O = 2 молярных массы Na + молярная масса O = (2 * 22,99 г/моль) + 16,00 г/моль = 61,98 г/моль
Молярная масса CaO = молярная масса Ca + молярная масса O = 40,08 г/моль + 16,00 г/моль = 56,08 г/моль
Молярная масса SiO₂ = молярная масса Si + 2 молярных массы O = 28,09 г/моль + (2 * 16,00 г/моль) = 60,08 г/моль

Теперь мы можем рассчитать количество вещества каждого компонента:

Количество вещества Na₂O:
\[
\text{количество вещества Na₂O} = \frac{\text{масса Na₂O}}{\text{молярная масса Na₂O}} = \frac{13\, \text{г}}{61,98\, \text{г/моль}} = 0,209\, \text{моль}
\]

Количество вещества CaO:
\[
\text{количество вещества CaO} = \frac{\text{масса CaO}}{\text{молярная масса CaO}} = \frac{13,7\, \text{г}}{56,08\, \text{г/моль}} = 0,244\, \text{моль}
\]

Количество вещества SiO₂:
\[
\text{количество вещества SiO₂} = \frac{\text{масса SiO₂}}{\text{молярная масса SiO₂}} = \frac{73,3\, \text{г}}{60,08\, \text{г/моль}} = 1,221\, \text{моль}
\]

Теперь мы можем выразить мольную долю каждого компонента в оконном стекле, разделив количество вещества каждого компонента на общее количество вещества:

Мольная доля Na₂O:
\[
\text{мольная доля Na₂O} = \frac{\text{количество вещества Na₂O}}{\text{общее количество вещества}} = \frac{0,209\, \text{моль}}{0,209\, \text{моль} + 0,244\, \text{моль} + 1,221\, \text{моль}} = 0,116
\]

Мольная доля CaO:
\[
\text{мольная доля CaO} = \frac{\text{количество вещества CaO}}{\text{общее количество вещества}} = \frac{0,244\, \text{моль}}{0,209\, \text{моль} + 0,244\, \text{моль} + 1,221\, \text{моль}} = 0,137
\]

Мольная доля SiO₂:
\[
\text{мольная доля SiO₂} = \frac{\text{количество вещества SiO₂}}{\text{общее количество вещества}} = \frac{1,221\, \text{моль}}{0,209\, \text{моль} + 0,244\, \text{моль} + 1,221\, \text{моль}} = 0,747
\]

Поэтому, мольный состав оконного стекла, содержащего 13,0 % по массе оксида натрия, 13,7 % оксида кальция и 73,3 % оксида кремния, составляет примерно:

11,6 % оксида натрия (Na₂O),
13,7 % оксида кальция (CaO) и
74,7 % оксида кремния (SiO₂).