8. Какое число катионов и анионов содержится: а) в 2 моль фторида калия; б) в 28 г оксида кальция; в) в 3 моль сульфата натрия; г) в 190 г хлорида магния?

8. Расчет числа катионов и анионов

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие знания:

• Молярная масса (M) - масса одного моля вещества.
• Число Авогадро (N_A) - количество частиц (атомов, молекул, ионов) в одном моле вещества, приблизительно равное 6.022 × 10²³ моль^-1.
• Химическая формула - показывает состав вещества.

а) 2 моль фторида калия (KF)

Фторид калия (KF) состоит из ионов калия (K⁺) и фторид-ионов (F^-). В одной формульной единице KF содержится 1 катион K⁺ и 1 анион F^-.

• Число катионов K⁺: 2 моль × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 12.044 × 10²³ = 1.2044 × 10²⁴
• Число анионов F^-: 2 моль × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 12.044 × 10²³ = 1.2044 × 10²⁴

б) 28 г оксида кальция (CaO)

Сначала найдем молярную массу CaO. Атомная масса Ca ≈ 40 г/моль, O ≈ 16 г/моль. M(CaO) = 40 + 16 = 56 г/моль.

Теперь найдем количество вещества (n) в 28 г CaO:

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{28 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль} \]

Оксид кальция (CaO) состоит из катионов кальция (Ca²⁺) и оксид-анионов (O^2-). В одной формульной единице CaO содержится 1 катион Ca²⁺ и 1 анион O^2-.

• Число катионов Ca²⁺: 0.5 моль × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 3.011 × 10²³
• Число анионов O^2-: 0.5 моль × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 3.011 × 10²³

в) 3 моль сульфата натрия (Na₂SO₄)

Сульфат натрия (Na₂SO₄) состоит из 2 катионов натрия (Na⁺), 1 сульфат-аниона (SO₄^2-). В одной формульной единице Na₂SO₄ содержится 2 катиона Na⁺ и 1 анион SO₄^2-. Всего 3 иона.

• Число катионов Na⁺: 3 моль × 2 × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 3.6132 × 10²⁴
• Число анионов SO₄^2-: 3 моль × 1 × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 1.8066 × 10²⁴

г) 190 г хлорида магния (MgCl₂)

Сначала найдем молярную массу MgCl₂. Атомная масса Mg ≈ 24 г/моль, Cl ≈ 35.5 г/моль. M(MgCl₂) = 24 + 2 × 35.5 = 24 + 71 = 95 г/моль.

Теперь найдем количество вещества (n) в 190 г MgCl₂:

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{190 \text{ г}}{95 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль} \]

Хлорид магния (MgCl₂) состоит из катиона магния (Mg²⁺) и 2 хлорид-анионов (Cl^-). В одной формульной единице MgCl₂ содержится 1 катион Mg²⁺ и 2 аниона Cl^-.

• Число катионов Mg²⁺: 2 моль × 1 × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 1.2044 × 10²⁴
• Число анионов Cl^-: 2 моль × 2 × 6.022 × 10²³ моль^-1 = 2.4088 × 10²⁴