Плотность гранита
Плотность гранита и другие его физические свойства
В его состав входят кварц (SiO2), плагиоклаз (альбит – NaAlSi3O8 – анортит – CaAl2SiO8), калиевый полевой шпат (K[AlSi3O8]) и слюд (биотит K(Mg, Fe)[AlSi3O10](OH, F)2 или мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2). Важнейшие физические константы гранита представлены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристик и плотность гранита.
|
Плотность, кг/м3 |
2600 |
|
Прочность на сжатие, МПа |
до 300 |
|
Температура плавления, oС — в присутствии воды |
1215 – 1260 650 |
|
Истираемость, г/см2 |
1,4 |
|
Водопоглощение, % |
0,2 |
|
Твердость по шкале Мооса |
6 – 7 |
В зависимости от того, какие именно минералы и в каком процентном соотношении входят в состав гранита выделяются следующие его разновидности, которые также отличаются по цвету (рис. 1):
— плагиогранит – гранит светло-серого цвета, в составе которого преобладает плагиоклаз и совсем или практически отсутствует калиево-натриевый полевой шпат, придающий граниту розовато-красную окраску;
— аляскит – гранит розового цвета, в составе которого преобладает калиево-натриевый полевой шпат, имеются небольшие количества биотита и отсутствуют минералы темного цвета.
Рис. 1. Гранит. Внешний вид.
Примеры решения задач
| Задание | При сгорании 2,3 г органического вещества, состоящего из углерода, водорода и кислорода, образовалось 4,4 г углекислого газа и 2,7 г воды. Плотность паров вещества по кислороду равна 1,44. Определите молекулярную формулу вещества. |
| Решение | Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у» и «z» соответственно:
CxHyOz + Oz →CO2 + H2O. Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO2)×M(C) = [m(CO2) / M(CO2)]×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H2O)×M(H) = [2×m(H2O) / M(H2O)] ×M(H); Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr): M(CO2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль; M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль. Тогда, m(C) = [4,4 / 44]×12 = 1,2 г; m(H) = 2×2,7 / 18 ×1= 0,3 г. m(O) = m(CxHyOz) – m(C) – m(H) = 2,3 – 1,2 – 0,3 = 0,8 г. Определим химическую формулу соединения: x:y:z = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(O)/Ar(O); x:y:z = 1,2/12 :0,3/1 : 0,8/16; x:y:z = 0,1: 0,3 : 0,05 = 2 : 6 : 1. Значит простейшая формула соединения C2H6O, а его молярная масса равна 46 г/моль [M(C2H6O) = 2×Ar(C) + 6×Ar(H) + Ar(O)= 2×12 + 1×6 + 16 = 24 + 6 + 16 = 46 г / моль]. Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по кислороду: Msubstance = M(O2) × D(O2); Msubstance = 32 × 1,44 = 46 г/моль. Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс: Msubstance / M(C2H6O) = 46 / 46 = 1. Значит молекулярная формула вещества будет иметь вид C2H6O. |
| Ответ | Молекулярная формула вещества C2H6O |
| Задание | При сжигании органического вещества массой 10,5 г получили 16,8 л углекислого газ (н.у.) и 13,5 г воды. Плотность паров вещества по воздуху равна 2,9. Выведите молекулярную формулу вещества. |
| Решение | Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у» и «z» соответственно:
CxHyOz + Oz →CO2 + H2O. Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO2)×M(C) = [V(CO2) / Vm)]×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H2O)×M(H) = [2×m(H2O) / M(H2O)] ×M(H); Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr): M(CO2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль; M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль. Тогда, m(C) = [16,8 / 22,4]×12 = 9 г; m(H) = 2×13,5 / 18 ×1= 1,5 г. m(O) = m(CxHyOz) – m(C) – m(H) = 10,5 – 9 – 1,5 = 0 г. Определим химическую формулу соединения: x:y = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H); x:y = 9/12 : 1,5/1; x:y = 0,75: 1,5 = 1 : 2. Значит простейшая формула соединения CH2, а его молярная масса равна 14 г/моль [M(CH2) = Ar(C) + 2×Ar(H) = 12 + 2×1 = 12 + 2 = 14 / моль]. Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по воздуху: Msubstance = M(air) × D(air); Msubstance = 29 × 2,9 = 84 г/моль. Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс: Msubstance / M(CH2) = 84 / 14 = 6. Значит индексы атомов углерода и водорода должны быть в 6 раз выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C6H12. |
| Ответ | Молекулярная формула вещества C6H12 |
