Дано:
1. Количество формульных единиц медного купороса CuSO4 ∙ 5H2O: N1 = 1,48 * 10^22
2. Количество формульных единиц глауберовой соли Na2SO4 ∙ 10H2O: N2 = 4,86 * 10^23
Найти: массовую долю кислорода в смеси.
Решение:
1. Сначала найдем молекулярные массы CuSO4 ∙ 5H2O и Na2SO4 ∙ 10H2O.
- Молярная масса CuSO4 ∙ 5H2O:
- Cu: 63,55 г/моль
- S: 32,07 г/моль
- O в CuSO4: 4 * 16,00 г/моль = 64,00 г/моль
- H2O: 5 * (2 * 1,01 + 16,00) = 5 * 18,02 = 90,10 г/моль
Общая молярная масса CuSO4 ∙ 5H2O = 63,55 + 32,07 + 64,00 + 90,10 = 249,72 г/моль
- Молярная масса Na2SO4 ∙ 10H2O:
- Na: 2 * 22,99 г/моль = 45,98 г/моль
- S: 32,07 г/моль
- O в Na2SO4: 4 * 16,00 г/моль = 64,00 г/моль
- H2O: 10 * 18,02 = 180,20 г/моль
Общая молярная масса Na2SO4 ∙ 10H2O = 45,98 + 32,07 + 64,00 + 180,20 = 322,25 г/моль
2. Теперь находим количество молей каждого вещества.
Количество молей медного купороса:
n1 = N1 / NA,
где NA = 6,022 * 10^23 1/моль - число Авогадро.
n1 = (1,48 * 10^22) / (6,022 * 10^23) = 0,0246 моль
Количество молей глауберовой соли:
n2 = N2 / NA,
n2 = (4,86 * 10^23) / (6,022 * 10^23) = 0,806 моль
3. Находим массу каждого вещества.
Масса медного купороса:
m1 = n1 * M1 = 0,0246 моль * 249,72 г/моль = 6,15 г
Масса глауберовой соли:
m2 = n2 * M2 = 0,806 моль * 322,25 г/моль = 259,47 г
4. Находим общую массу смеси:
m_total = m1 + m2 = 6,15 г + 259,47 г = 265,62 г
5. Теперь найдем массу кислорода в смеси.
Кислород в медном купоросе:
m_O1 = 4 * 16,00 г/моль * n1 = 64,00 г/моль * 0,0246 моль = 1,57 г
Кислород в глауберовой соли:
m_O2 = 4 * 16,00 г/моль * n2 + 10 * 16,00 г/моль * n2
= (4 * 16,00 + 10 * 16,00) г/моль * n2
= 144,00 г/моль * n2 = 144,00 г/моль * 0,806 моль = 116,00 г
Общая масса кислорода:
m_O_total = m_O1 + m_O2 = 1,57 г + 116,00 г = 117,57 г
6. Массовая доля кислорода в смеси:
w_O = m_O_total / m_total = 117,57 г / 265,62 г ≈ 0,442 или 44,2 %
Ответ:
Массовая доля кислорода в смеси составляет примерно 44,2 %.