Question

Задача 1-1 Химический состав оконного (силикатного) стекла выражается формулой Na2O*CaO*6SiO2, т.е. оно состоит из соды Na2O, известняка CaO и песка SiO2. Рассчитать теоретические коэффициенты по сырью при производстве стекла, если сода содержит 93,8% Na2CO3, известняк – 90,5% CaCO3 и песок – 99,0% SiO2

Answer 1

Для решения данной задачи нам необходимо вычислить коэффициенты пропорций между содой (Na2O), известняком (CaO) и песком (SiO2) на основе их химического состава.

Шаг 1: Определение мольной массы

Сначала нам нужно определить мольную массу каждого вещества.
- Масса соды Na2CO3: атомная масса Na = 22,99 г/моль, атомная масса C = 12,01 г/моль, атомная масса O = 16,00 г/моль. Таким образом, мольная масса Na2CO3 = (2 * 22,99) + 12,01 + (3 * 16,00) = 105,99 г/моль.
- Масса известняка CaCO3: атомная масса Ca = 40,08 г/моль, атомная масса C = 12,01 г/моль, атомная масса O = 16,00 г/моль. Таким образом, мольная масса CaCO3 = 40,08 + 12,01 + (3 * 16,00) = 100,09 г/моль.
- Масса песка SiO2: атомная масса Si = 28,09 г/моль, атомная масса O = 16,00 г/моль. Таким образом, мольная масса SiO2 = 28,09 + (2 * 16,00) = 60,09 г/моль.

Шаг 2: Расчет коэффициентов пропорций

Теперь мы можем рассчитать коэффициенты пропорций, используя массу каждого вещества и их мольную массу.
- Масса соды Na2O: 93,8% от массы Na2CO3 = (93,8 / 100) * масса Na2CO3 = (93,8 / 100) * 105,99 г = 99,3 г.
Количество молей Na2O = масса Na2O / мольная масса Na2O = 99,3 г / 61,98 г/моль (мольная масса Na2O = масса Na2O - масса кислорода) = 1,60 моль.
Таким образом, коэффициент пропорции между содой Na2O и силикатным стеклом составляет 1,60.

- Масса известняка CaO: 90,5% от массы CaCO3 = (90,5 / 100) * масса CaCO3 = (90,5 / 100) * 100,09 г = 90,5 г.
Количество молей CaO = масса CaO / мольная масса CaO = 90,5 г / 56,08 г/моль (мольная масса CaO = масса CaO - масса кислорода) = 1,61 моль.
Таким образом, коэффициент пропорции между известняком CaO и силикатным стеклом составляет 1,61.

- Масса песка SiO2: 99,0% от массы SiO2 = (99,0 / 100) * масса SiO2 = (99,0 / 100) * 60,09 г = 59,49 г.
Количество молей SiO2 = масса SiO2 / мольная масса SiO2 = 59,49 г / 60,09 г/моль = 0,99 моль.
Таким образом, коэффициент пропорции между песком SiO2 и силикатным стеклом составляет 0,99.

Ответ:
Теоретические коэффициенты пропорций по сырью при производстве стекла на основе химического состава равны:
- Na2O: 1,60
- CaO: 1,61
- SiO2: 0,99

Это означает, что для производства силикатного стекла нужно использовать 1,60 моль Na2O, 1,61 моль CaO и 0,99 моль SiO2 в соответствующих пропорциях.