Плотность мрамора
Плотность мрамора и другие его физические свойства
Практически не растворяется в воде, не реагирует со щелочами. Разлагается кислотами, хлоридом аммония в растворе. Переводится в раствор избытком углекислого газа, образуя гидрокарбонат кальция.
Рис. 1. Карбонат кальция (основа мрамора). Внешний вид.
Химическая формула мрамора соответствует формуле карбоната кальция – CaCO3. Она показывает, что в составе молекулы этого сложного вещества находится один атома кальция (Ar = 40 а.е.м.), один атом углерода (Ar = 12 а.е.м.) и три атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). Молекулярная масса равна 100 а.е.м.
Основные константы мрамора приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность мрамора.
|
Плотность, кг/м3 |
2650 – 2900 |
|
Твердость (Моос) |
2,5 – 3 |
|
Сопротивление сжатию, кгс/см2 |
500 – 2500 |
|
Водопоглощение, % |
0,15 – 0,5 |
|
Истираемость, г/см2 |
0,4 – 3,2 |
|
Пористость, % |
0,6 – 3,3 |
Химический состав, строение и плотность мрамора
Химическая формула мрамора соответствует формуле карбоната кальция – CaCO3. Она показывает, что в составе молекулы этого сложного вещества находится один атома кальция (Ar = 40 а.е.м.), один атом углерода (Ar = 12 а.е.м.) и три атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). Молекулярная масса равна 100 а.е.м.
В состав мрамора входят примеси различной природы, наиболее часто из которых встречаются оксиды и сульфиды железа, железосодержащаие силикаты, гидроксиды железа, карбонаты марганца и железа, графит и битум. Каждое вещество придает мрамору соответствующую окраску: красную (розовую), сине-черную, зеленую, желтую и бурую, серую, голубоватую и черную (в порядке перечисления примесей).
Примеры решения задач
| Задание | Найдите плотность по кислороду смеси газов, в которой объемная доля кислорода составляет 20%, водорода – 40%, остальное – сероводород H2S. |
| Решение | Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси:
Mrconditional (mixture) = φ (O2) ×Mr(O2) + φ (H2) ×Mr(H2) + φ (H2S) ×Mr(H2S); φ (H2S) = 100% — φ (O2) — φ (H2) = 100% — 20% — 40% = 40%; Mrconditional (mixture) = 0,2 × 32 + 0,4 × 2 + 0,4 × 34 = 6,4 + 0,8 + 13,6 = 20,8. Найдем относительную плотность смеси по водороду: DO2(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(O2); DO2(mixture) = 20,8 / 32 = 0,65. |
| Ответ | Плотность по кислороду смеси, состоящей из кислорода, водорода и сероводорода равна 0,65. |
| Задание | Вычислите плотность по метану смеси, состоящей из 100 мл аргона, 200 мл кислорода и 100 мл хлороводорода HCl. |
| Решение | Найдем объемные доли веществ в смеси:
φ = Vgas / Vmixture_gas; φ (Ar) = V(Ar) / Vmixture_gas; φ (Ar) = 100 / (100 + 200 + 100) = 100 / 400 = 0,25. φ (O2) = V(O2) / Vmixture_gas; φ (O2) = 200 / (100 + 200 + 100) = 200 / 400 = 0,5. φ (HCl) = V(HCl) / Vmixture_gas; φ (HCl) = 100 / (100 + 200 + 100) = 100 / 400 = 0,25. Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси: Mrconditional (mixture) = φ (Ar) ×Mr(Ar) + φ (O2) ×Mr(O2) + φ (HCl) ×Mr(HCl); Mrconditional (mixture) = 0,25 × 40 + 0,5 × 32 + 0,25 × 36,5 = 10 + 16 + 9,125. Mrconditional (mixture) = 10 + 16 + 9,125 = 35,125. Найдем относительную плотность смеси по азоту: DCH4(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(CH4); DCH4 (mixture) = 35,125 / 16 = 2,2. |
| Ответ | Плотность по метану смеси, состоящей из аргона, кислорода и хлороводорода равна 2,2. |
