Для определения подлинности драгоценных камней в ювелирном деле иногда прибегают к измерению плотности исследуемого образца с помощью жидкости Клеричи. Это тяжёлая жидкость, водный раствор очень ядовитых солей таллия. Исследуемый образец – зерно – помещают в жидкость с заранее заданной плотностью и наблюдают за его поведением, всплывает зерно или оседает.
Ювелир сначала поместил образец исследуемого камня в жидкость № 1, зерно плавало на поверхности. Затем он поместил образец в жидкость № 2. Зерно осело на дно. Проанализировав результаты, ювелир довольно точно определил, образец какого камня он исследовал. Ниже приведена таблица, где указаны значения плотности некоторых камней, образцы которых могли попасть ювелиру для исследования.
Название камня Плотность, г/см³
алмаз 3,47–3,55
иттрий-алюминиевый гранат 4,5–4,6
рутил 4,2–4,3
титанат стронция 5,13
турмалин 3,02–3,26
фенакит 2,96–3,0
фианит 6,5–7,5
Для приготовления жидкости № 1 взяли 10,00 мл жидкости Клеричи (плотность 4,27 г/см³) и добавили 2,58 мл воды, для приготовления жидкости № 2 взяли 5,00 мл жидкости № 1 и 0,20 мл воды. Принимая объёмы полученных растворов равными сумме объёмов исходных растворов, определите, образец какого камня исследовал ювелир.
Ответы на вопрос
Найдём плотность жидкости № 1.
Масса жидкости Клеричи:
\[ m = \rho V = 4{,}27 \cdot 10{,}00 = 42{,}7 \text{ г} \]
Масса воды равна примерно \( 2{,}58 \text{ г} \), так как плотность воды \( 1 \text{ г/см}^3 \).
Общая масса:
\[ 42{,}7 + 2{,}58 = 45{,}28 \text{ г} \]
Общий объём:
\[ 10{,}00 + 2{,}58 = 12{,}58 \text{ см}^3 \]
Плотность жидкости № 1:
\[ \rho_1 = \frac{45{,}28}{12{,}58} \approx 3{,}60 \text{ г/см}^3 \]
Зерно плавало на поверхности, значит плотность камня меньше \( 3{,}60 \text{ г/см}^3 \).
Теперь найдём плотность жидкости № 2. Взяли \( 5{,}00 \text{ мл} \) жидкости № 1:
\[ m = 3{,}60 \cdot 5{,}00 = 18{,}0 \text{ г} \]
Добавили \( 0{,}20 \text{ г} \) воды. Тогда:
\[ \rho_2 = \frac{18{,}0 + 0{,}20}{5{,}00 + 0{,}20} = \frac{18{,}20}{5{,}20} = 3{,}50 \text{ г/см}^3 \]
Во второй жидкости зерно осело, значит плотность камня больше \( 3{,}50 \text{ г/см}^3 \).
Получаем:
\[ 3{,}50 < \rho_{\text{камня}} < 3{,}60 \]
По таблице этому условию подходит алмаз, его плотность \( 3{,}47–3{,}55 \text{ г/см}^3 \).
Ответ: ювелир исследовал образец алмаза.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Химия
Последние заданные вопросы в категории Химия
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili
