В совершенно пресное озеро с площадью поверхности 1 км2 и средней глубиной 3 м бросили чайную ложку соли (5 г). Через достаточно большое время ионы натрия и хлора распределились в озере равномерно.
а) Какое количество вещества поваренной соли было в ложке?
б) Сколько атомов натрия и хлора бросили в озеро?
в) Чему равен объём воды в озере?
г) Сколько ионов натрия и хлора будет в напёрстке воды, взятой из озера? Объём напёрстка равен 2 мл.
от

1 Ответ

а) дано:  
Масса поваренной соли (NaCl) m(NaCl) = 5 г.  
Молярная масса NaCl ≈ 58,44 г/моль.

найти:  
Количество вещества NaCl в ложке.

решение:

n(NaCl) = m(NaCl) / M(NaCl), где M(NaCl) - молярная масса NaCl.

Подставим известные значения:

n(NaCl) = 5 / 58,44.

Теперь вычислим:

n(NaCl) ≈ 0,0856 моль.

ответ:  
В чайной ложке соли было примерно 0,0856 моль поваренной соли.

---

б) дано:  
Количество вещества NaCl: n(NaCl) ≈ 0,0856 моль.  
Соотношение ионов в NaCl: 1 моль NaCl дает 1 моль Na+ и 1 моль Cl-.

найти:  
Количество атомов натрия и хлора.

решение:

n(Na+) = n(NaCl) = 0,0856 моль.  
n(Cl-) = n(NaCl) = 0,0856 моль.

Теперь находим количество ионов:

N(Na+) = n(Na+) * NA,  
N(Cl-) = n(Cl-) * NA.

где NA ≈ 6,022 * 10^(23) молекул/моль.

Подставим значения:

N(Na+) = 0,0856 * 6,022 * 10^(23) ≈ 5,15 * 10^(22) ионов Na+.  
N(Cl-) = 0,0856 * 6,022 * 10^(23) ≈ 5,15 * 10^(22) ионов Cl-.

ответ:  
В озеро бросили примерно 5,15 * 10^(22) ионов натрия и 5,15 * 10^(22) ионов хлора.

---

в) дано:  
Площадь поверхности озера S = 1 км² = 1 * 10^(6) м².  
Средняя глубина d = 3 м.

найти:  
Объём воды в озере.

решение:

V(озеро) = S * d.

Подставим значения:

V(озеро) = 1 * 10^(6) * 3 = 3 * 10^(6) м³.

ответ:  
Объём воды в озере равен 3 * 10^(6) м³.

---

г) дано:  
Объём напёрстка V(напёрсток) = 2 мл = 2 * 10^(-6) м³.  
Объём воды в озере V(озеро) = 3 * 10^(6) м³.

найти:  
Количество ионов в 2 мл воды из озера.

решение:

Сначала определим концентрацию ионов в озере:

C(Na+) = N(Na+) / V(озеро) = (5,15 * 10^(22)) / (3 * 10^(6)).  
C(Cl-) = N(Cl-) / V(озере) = (5,15 * 10^(22)) / (3 * 10^(6)).

Считаем:

C(Na+) ≈ 1,72 * 10^(16) ионов/м³.  
C(Cl-) ≈ 1,72 * 10^(16) ионов/м³.

Теперь найдем количество ионов в 2 мл:

N(Na+) в 2 мл = C(Na+) * V(напёрсток).  
N(Cl-) в 2 мл = C(Cl-) * V(напёрсток).

Подставим значения:

N(Na+) в 2 мл ≈ 1,72 * 10^(16) * 2 * 10^(-6) ≈ 3,44 * 10^(10).  
N(Cl-) в 2 мл ≈ 1,72 * 10^(16) * 2 * 10^(-6) ≈ 3,44 * 10^(10).

ответ:  
В напёрстке воды, взятой из озера, будет примерно 3,44 * 10^(10) ионов натрия и 3,44 * 10^(10) ионов хлора.
от