Плотность мела
Плотность мела и другие его физические свойства
Его химический состав выражается в основном карбонатом кальция, помимо которого присутствует карбонат магния в невысоких концентрациях и различные оксиды металлов в качестве включений и примесей.
Рис. 1. Мел. Внешний вид.
Карбонат кальция в обычных условиях представляет собой порошок белого цвета, который при прокаливании разлагается, однако плавится без разложения (условие – избыточное давление CO2). Практически не растворяется в воде. Разлагается кислотами, раствором хлорида аммония. Переводится в раствор избытком CO2, образуя гидрокарбонат кальция (Ca(HCO3)2)
Данную величину обычно обозначают греческой буквой или латинскими D и d. Единицей измерения плотности в системе СИ принято считать кг/м3, а в СГС – г/см3.
Плотность можно вычислить по формуле:
Для мела принято указывать несколько значений плотности: реальную, технологическую, насыпную и условную, последнюю из которых определяют при помощи различных лабораторных методов. Значение условной плотности чаще всего в разы превышает реальную величину. При практическом использовании песка, пользуются величиной его насыпной плотности. Это связано с тем, что несмотря на факт уплотнения, утрамбования, увлажнения и прочих «строительных» операций, плотность мела все равно не достигает истинной физической.
Таблица 1. Плотность мела.
Разновидность мела |
Плотность, кг/м3 |
|
условная |
насыпная |
|
Кусковой |
— |
1440 |
Цельный |
2200 |
— |
Меловой порошок |
— |
1120 |
Примеры решения задач
Задание | Относительная плотность газа по водороду – 27. Массовая доля элемента водорода в нем – 18,5%, а элемента бора – 81,5%. Определите формулу газа. |
Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим число атомов водорода в молекуле через «х», число атомов бора через «у». Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов водорода и бора (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(B) = 11; Ar(H) = 1. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: x:y = ω(H)/Ar(H) : ω (B)/Ar(B); x:y = 18,5/1 : 81,5/11; x:y = 18,5 : 7,41 = 2,5 : 1 = 5 : 2. Значит простейшая формула соединения водорода и бора имеет вид H5B2. Значение молярной массы газа можно определить при помощи его плотности по водороду: Mgas = M(H2) × DH2(gas); Mgas = 2 × 27 = 54 г/моль. Чтобы найти истинную формулу соединения водорода и бора найдем отношение полученных молярных масс: Mgas / M(H5B2) = 54 / 27 = 2. M(H5B2) = 5 ×Ar(H) + 2 × Ar(B) = 5 ×1 + 2 × 11 = 5 + 22 = 27 г/моль. Это означает, что все индексы в формуле H5B2 следует умножить на 2. Таким образом формула вещества будет иметь вид H10B4. |
Ответ | Формула газа — H10B4 |
Задание | Вычислите относительную плотность по воздуху углекислого газа CO2. |
Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. Dair(CO2) = Mr(CO2) / Mr(air); Dair(CO2) = 44 / 29 = 1,52. Mr(CO2) = Ar(C) + 2 ×Ar(O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44. |
Ответ | Относительная плотность по воздуху углекислого газа равна 1,52. |