4. Задача. Вычислите, какую массу кальция необходимо взять для полного его соединения с 4 г кислорода?

Дано: $$m(O_2) = 4 г$$ Найти: $$m(Ca) - ?$$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия кальция с кислородом:

$$\qquad 2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$$

2. Определим молярную массу кислорода:

$$\qquad M(O_2) = 2 \cdot 16 \frac{г}{моль} = 32 \frac{г}{моль}$$

3. Определим количество вещества кислорода:

$$\qquad n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{4 г}{32 \frac{г}{моль}} = 0,125 моль$$

4. Согласно уравнению реакции, на 1 моль кислорода требуется 2 моль кальция. Следовательно, количество вещества кальция:

$$\qquad n(Ca) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0,125 моль = 0,25 моль$$

5. Определим молярную массу кальция:

$$\qquad M(Ca) = 40 \frac{г}{моль}$$

6. Вычислим массу кальция, необходимую для реакции:

$$\qquad m(Ca) = n(Ca) \cdot M(Ca) = 0,25 моль \cdot 40 \frac{г}{моль} = 10 г$$

Ответ: 10 г