Номер 8, страница 142 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. Определите суммарное количество катионов и анионов соли в растворе, содержащем сульфат натрия массой 2,84 г.

Дано:

масса сульфата натрия $m(Na_2SO_4) = 2,84 \text{ г}$

Найти:

суммарное количество ионов $n_{ионов}$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение диссоциации сульфата натрия ($Na_2SO_4$) в водном растворе. Сульфат натрия является сильным электролитом и диссоциирует полностью:

$Na_2SO_4 \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Из этого уравнения следует, что из 1 моль сульфата натрия образуется 2 моль катионов натрия ($Na^+$) и 1 моль сульфат-анионов ($SO_4^{2-}$). Общее количество моль ионов, образующихся из 1 моль соли, составляет $2 + 1 = 3 \text{ моль}$.

2. Рассчитаем молярную массу сульфата натрия, используя значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева: Ar(Na) ≈ 23, Ar(S) ≈ 32, Ar(O) ≈ 16.

$M(Na_2SO_4) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 46 + 32 + 64 = 142 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) сульфата натрия, содержащегося в растворе, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Na_2SO_4) = \frac{m(Na_2SO_4)}{M(Na_2SO_4)} = \frac{2,84 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

4. Рассчитаем суммарное количество вещества ионов. Поскольку из 1 моль соли образуется 3 моль ионов, то из 0,02 моль соли образуется:

$n_{ионов} = 3 \cdot n(Na_2SO_4) = 3 \cdot 0,02 \text{ моль} = 0,06 \text{ моль}$

Можно также рассчитать количество катионов и анионов по отдельности и сложить их:

$n(Na^+) = 2 \cdot n(Na_2SO_4) = 2 \cdot 0,02 \text{ моль} = 0,04 \text{ моль}$

$n(SO_4^{2-}) = 1 \cdot n(Na_2SO_4) = 1 \cdot 0,02 \text{ моль} = 0,02 \text{ моль}$

$n_{ионов} = n(Na^+) + n(SO_4^{2-}) = 0,04 \text{ моль} + 0,02 \text{ моль} = 0,06 \text{ моль}$

Ответ:суммарное количество катионов и анионов соли в растворе составляет 0,06 моль.