استاد المپیاد شیمی – پاسخ سوال ۲۵ المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۱ – محاسبه جرم جامدات فلزی

تدریس خصوصی المپیاد شیمی و شیمی کنکور

آموزش شیمی آنلاین (همه شهرها) و حضوری (فقط تهران)

دکتر مهدی نباتی – استاد شیمی رتبه های برتر ایران

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

سوال ۲۵ المپیاد شیمی ۱۴۰۱ مرحله اول

پولونیوم (Po) با شعاع اتمی ۲۰۰ پیکومتر، تنها فلزی است که در شرایط معمولی در ساختار مکعبی ساده متبلور می شود. قطعه ای مکعبی از پولونیوم در شرایط معمولی در اختیار داریم. در این شرایط، یک ده هزارم از اتم های این قطعه را اتم های سطحی (در تماس مستقیم با هوا) تشکیل می دهند. جرم این قطعه از پولونیوم چند میکروگرم است؟

(Po = 209)

الف: ۰٫۰۷۵

ب: ۳٫۵

ج: ۰٫۰۰۳۵

د: ۷۵

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ:

دانش آموزان عزیزم برای حل این سوال ابتدا بایستی پیدا کنیم که در این قطعه فلزی چند اتم وجود دارد.

محاسبه تعداد اتم های موجود در قطعه فلز پولونیوم:

با توجه به اینکه خود سوال گفته که این قطعه مکعبی شکل است، بنابراین اگر هر ضلع این مکعب از a تا اتم پولونیوم تشکیل شده بود، تعداد کل اتم های موجود در این قطعه فلز برابر با حجم این مکعب می شود.

N = a³

از طرفی، اگر هر ضلع این مکعب از a تا اتم پولونیوم تشکیل شده بود، تعداد اتم هایی که در سطح این قطعه از فلز موجود است برابر با مساحت سطحی این مکعب می شود.

N₁ = 6a²

از طرف دیگر، در صورت سوال گفته شده است که تعداد اتم های موجود در سطح این قطعه فلز برابر با یک ده هزارم تعداد کل اتم های موجود در این قطعه فلز است.

N₁ = N / 10000

بنابراین برای تعداد اتم های موجود در هر ضلع از این قطعه فلز مکعبی شکل خواهیم داشت:

۶۰۰۰۰a² = a³

⇓

a = 60000

تعداد کل اتم های موجود در این قطع فلز هم برابر با حجم مکعب خواهد بود:

N = a³

⇓

N = 2.16 × ۱۰^۱۴

محاسبه جرم قطعه فلز پولونیوم:

جرم قطع فلز را از رابطه تستی زیر به دست آوریم:

m = (N × M) / N_A

در این رابطه:

جرم m

تعداد کل اتم ها N

حرم مولی M

عدد آووگادرو N_A

m = (2.16 × ۱۰^۱۴ × ۲۰۹) / (۶٫۰۲۲ × ۱۰^۲۳)

⇓

m = 7.497 × ۱۰^-۸ g

⇓

m = 0.07497 μg

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ صحیح:

با توجه به محاسبات انجام شده متوجه می شویم که گزینه الف پاسخ صحیح سوال ۲۵ المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۱ می باشد.

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

دکتر مهدی نباتی

استاد المپیاد شیمی ایران

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور و المپیاد شیمی ایران

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان