В работах, посвященных одной из областей химии, встречаются формулы и уравнения реакций, которые могут показаться невероятными, например:
-
C + S = CS
-
2C + S = C2S
-
C + H = CH
На самом деле каждая из букв здесь обозначает не элемент, а определенное вещество, причем все эти вещества содержат в своем составе один и тот же элемент. Вещества, обозначаемые двумя или более буквами, являются продуктами соединения веществ, обозначенных одной буквой.
В одной из работ вместе с уравнениями реакций приведены массовые соотношения реагентов и продуктов реакций:
1. Определите, какое соединение обозначается каждой из букв С, H, A, F, S и . Приведите используемые для определения расчёты.
Рассчитаем отношения масс веществ C, H, A, F, S и . Воспользовавшись тем, что в реакциях 5 и 6 присутствуют вещества и , а стехиометрические коэффициенты перед ними одинаковые, массу в реакции 5 можно расчитать из пропорции:
масса H, участвующего в реакции 5:
Масса H, участвующего в реакции 6:
Масса , участвующего в реакции 6:
Используя эти массы,, например, соотношение молярных масс C и H можно записать как
Аналогично для реакции 4:
Возможность других веществ соединяться аж с 32 молекулами H и низкая молярная масса (остальные вещества в несколько раз превосходят) заставляет в первую очередь проверить гипотезу о том, что H – вода, а общий элемент всех веществ – кислород. Тогда молярные массы C, F, A, S и . с округлением до целых равны 56, 160, 103, 60, 80 г /моль, соответственно. Вычитая из полученных значений массу 1-го, 2-х и 3-х атомов кислорода на формульную единицу получим:
Тогда для формулы приведенные в условии можно записать в более привычном виде:
2. Запишите уравнения реакций 1 – 3 в привычной форме.
В привычной записи уравнения реакций 1 – 3 выглядят следующим образом:
Реакции 4–6, протекающие при затвердевании строительных смесей, в привычной форме выглядят очень громоздко, поэтому специалисты используют сокращения:
3. Закончите уравнения реакций с использованием буквенных обозначений:
Очевидно, что — единственный продукт реакции 7:
Реакция 8 представляет собой взаимодействие с водой обогащённого кальцием силиката. В условиях задачи аналогично идёт реакция
откуда при 6 эквивалентах водорода получаем:
При взаимодействии с водой смешанного оксида алюминия, кальция и железа образуется смесь гидроксидов, при этом щёлочной гидроксид кальция реагирует с амфотерным гидроксидом алюминия, давая продукт реакции 7 (). Следовательно, для реакции 9 имеем:
4. Одна из реакций, упоминающихся в школьных учебниках химии, могла бы с помощью этих обозначений быть записана как
Запишите это уравнение в привычном нам виде. Какое обиходное название носит её продукт?
Обратим внимание, что символы представляют собой первую букву элемента, образующего оксид S = SiO2, а в случае SO3 используется символ .
P – это ангидрид трехосновной кислоты, оксид фосфора, тогда уравнение 10 можно записать в следующем виде:
Продукт приведенной реакции – это смесь 2-х веществ гипса и дигидрофосфата кальция, эта смесь используется в качестве удобрения и называется «двойной суперфосфат».
5. О какой области химии идет речь? (Достаточно закончить одним словом - химия...)
Правильный ответ – химия цемента (засчитываются также ответы химия бетона, химия стройматериалов, химия вяжущих веществ и др. по смыслу).