ВсОШ 2026, региональный этап, 10 класс, задача 2

С открытием радиоактивности появилось много различных изотопов элементов, которые тогда считали самостоятельными элементами. Таблица Д.И. Менделеева не могла их всех вместить и даже названий не хватало, поэтому их стали называть по элементу, в продуктах распада которого они обнаруживались. Так появились Радий A (RaA), Радий B (RaB), Мезаторий-1 (MsTh1), Торий D (ThD) и многие другие.

В природе элемент представлен в основном изотопом RaF ( дней), который при альфа-распаде превращается в стабильный RaG. Радий входит в ряд радиоактивного распада, который начинается с ( лет; в среднем в году суток).

Простое вещество, состоящее из изотопа RaF, реагирует с хлором при нагревании, при этом образуется смесь соединений и (р-ции и ). Соединения и — твердые вещества красно-рубинового и лимонно-желтого цвета, соответственно. При нагревании в вакууме превращается в , а потеря массы при этом составляет (р-ция ). При добавлении к водному солянокислому раствору раствора хлорида аммония выпадает осадок комплексной соли (р-ция ). При пропускании сероводорода через раствор выпадает осадок , содержащий RaF (р-ция ), который растворяется в концентрированной соляной кислоте (р-ция ). Осадок аналогично может быть выделен и из раствора .

Взаимодействие () с избытком М раствора азотной кислоты приводит к образованию белого кристаллического осадка массой мкг (р-ция ). После отделения осадка и высушивания вакууме при комнатной температуре полученное вещество проанализировали на содержание нитрат-ионов. В пробе обнаружили мкмоль нитрат-ионов. В реакции с азотной кислотой с.о. RaF не изменяется.

Столь маленькие массы невозможно определить с высокой точностью, расчеты нужно проводить с приведенной массой мкг, но необходимо понимать, что полученные результаты могут иметь некоторую погрешность в третьей значащей цифре.

Дополнительная информация:

Активность , [Бк] = [распад/с], где — вероятность распада ядра в единицу времени, с, — число атомов радиоактивного изотопа.

Удельная активность соли равна Бк/г. RaG образует соль, имеющую такие же состав и строение, что и соль .

За долгое время устанавливается так называемое «вековое равновесие», при котором активности () всех радиоактивных изотопов образующихся из равны.