А) Вычислите плотность азота и аммиака (NH₃) при нормальных условиях. Б) Составьте химическую формулу следующих веществ: Mn(3)xOy; Mn(5)xOy; Mn(7)xOy.

А) Для вычисления плотности газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм), можно использовать уравнение состояния идеального газа, которое связывает плотность, молекулярную массу и температуру:

где:

• $\rho$ — плотность газа (в кг/м³),

• $M$ — молекулярная масса газа (в кг/моль),

• $R$ — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),

• $T$ — температура в К (при нормальных условиях $T = 273.15$ К).

Для удобства можно также использовать приближенное выражение для плотности газа в условиях нормальных (0°C, 1 атм):

где плотность будет в г/л, а молекулярная масса — в г/моль.

1. Плотность азота (N₂):
   Молекулярная масса азота $M(N_2) = 28.014$ г/моль. Подставим в формулу:

   $$\rho_{N_2} \approx \frac{28.014}{22.414} \approx 1.25 \, \text{г/л}$$

   Таким образом, плотность азота при нормальных условиях составляет примерно 1.25 г/л.

2. Плотность аммиака (NH₃):
   Молекулярная масса аммиака $M(NH_3) = 17.031$ г/моль. Подставим в формулу:

   $$\rho_{NH_3} \approx \frac{17.031}{22.414} \approx 0.76 \, \text{г/л}$$

   Таким образом, плотность аммиака при нормальных условиях составляет примерно 0.76 г/л.

Б) Чтобы составить химические формулы для соединений марганца с кислородом, нужно учитывать степени окисления марганца.

1. Mn(3)xOy:
   Марганец в этом соединении имеет степень окисления +3. Окислы марганца с этой степенью окисления имеют формулу $\text{Mn}_2\text{O}_3$, так как для зарядового баланса два атома марганца с зарядом +3 (2 × +3 = +6) должны быть уравновешены тремя атомами кислорода (3 × -2 = -6).

   Формула: $\text{Mn}_2\text{O}_3$.

2. Mn(5)xOy:
   Марганец в этом соединении имеет степень окисления +5. Окислы марганца с этой степенью окисления известны как $\text{Mn}_2\text{O}_5$, где два атома марганца с зарядом +5 (2 × +5 = +10) компенсируются пятью атомами кислорода (5 × -2 = -10).

   Формула: $\text{Mn}_2\text{O}_5$.

3. Mn(7)xOy:
   В этой степени окисления марганец имеет +7, и его окислы называются $\text{Mn}_2\text{O}_7$. Здесь два атома марганца с зарядом +7 (2 × +7 = +14) уравновешиваются семью атомами кислорода (7 × -2 = -14).

   Формула: $\text{Mn}_2\text{O}_7$.

Таким образом, химические формулы для этих соединений:

• $\text{Mn}_2\text{O}_3$,

• $\text{Mn}_2\text{O}_5$,

• $\text{Mn}_2\text{O}_7$.