Вопрос школьника
На тривалентний метал масою 10,8 г подіяли сульфатною кислотою. Виділився газ об’ємом 13,44 л (н.у.). Який це метал? У якому періоді та групі він знаходиться? Обчисліть число протонів і нейтронів у ядрі
Ответ от учителя
За допомогою реакції можна визначити, який метал був взятий:
M + H2SO4 → MSO4 + H2↑
де M — тривалентний метал.
За законом Дальтона об’єм газу, що виділяється, пропорційний кількості речовини, що реагує. Тому можна визначити кількість молів газу:
V = 13,44 л (н.у.)
Т = 273 K
P = 1 атм
n = PV/RT = (1 атм * 13,44 л) / (0,0821 * 273 K) = 0,55 моль
Оскільки метал є тривалентним, то кількість молів металу дорівнює кількості молів сульфатної кислоти, тобто:
n(M) = n(H2SO4) = 0,55 моль
Молярна маса металу дорівнює:
m(M) = m/n = 10,8 г / 0,55 моль = 19,6 г/моль
За таблицею періодичних законів Д.І. Менделєєва можна знайти, що метал з молярною масою 19,6 г/моль знаходиться в 3 періоді та 13 групі. Це може бути алюміній (Al), галій (Ga) або індій (In).
Щоб визначити число протонів і нейтронів у ядрі, потрібно знати атомну масу металу. Оскільки метал є тривалентним, то його атомна маса дорівнює молярній масі, тобто:
A(M) = 19,6 г/моль
За таблицею ізотопів можна знайти, що атом з масовим числом 27 є ізотопом алюмінію, а з масовим числом 31 — ізотопом галію. Оскільки масове число металу дорівнює 19,6, то можна зробити висновок, що це галій.
Таким чином, галій має 31 протон у ядрі (збігається з атомним номером) і 39-31=8 нейтронів у ядрі.
