Номер 2, страница 334 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

2. Рассчитайте массовые доли углерода и воды:

a) в глюкозе;

б) в углеводе состава $C_n(H_2O)_n$;

3. Установите простейшую формулу углерода, который содержит

а) в глюкозе;

Дано:

Химическая формула глюкозы: $C_6H_{12}O_6$
Относительная атомная масса углерода: $Ar(C) = 12$
Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) = 1$
Относительная атомная масса кислорода: $Ar(O) = 16$

Найти:

Массовую долю углерода $ω(C)$ - ?
Массовую долю воды $ω(H_2O)$ - ?

Решение:

Массовая доля элемента в веществе рассчитывается по формуле:
$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$
где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу глюкозы ($C_6H_{12}O_6$):
$Mr(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot Ar(C) + 12 \cdot Ar(H) + 6 \cdot Ar(O) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180$

2. Рассчитаем массовую долю углерода ($C$) в глюкозе:
$ω(C) = \frac{6 \cdot Ar(C)}{Mr(C_6H_{12}O_6)} = \frac{6 \cdot 12}{180} = \frac{72}{180} = 0.4$
В процентах: $0.4 \cdot 100\% = 40\%$

3. Углеводы имеют общую формулу $C_n(H_2O)_m$. Формулу глюкозы $C_6H_{12}O_6$ можно представить в виде $C_6(H_2O)_6$. Это означает, что на 6 атомов углерода приходится 6 "молекул" воды. Рассчитаем массовую долю воды в глюкозе.

Сначала найдем относительную молекулярную массу воды ($H_2O$):
$Mr(H_2O) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$

Теперь рассчитаем массовую долю воды в глюкозе, учитывая, что в ее составе 6 условных молекул воды:
$ω(H_2O) = \frac{6 \cdot Mr(H_2O)}{Mr(C_6H_{12}O_6)} = \frac{6 \cdot 18}{180} = \frac{108}{180} = 0.6$
В процентах: $0.6 \cdot 100\% = 60\%$

Ответ: массовая доля углерода в глюкозе составляет 40%, а массовая доля воды - 60%.

б) в углеводе состава C_n(H₂O)_n;

Дано:

Общая формула углевода: $C_n(H_2O)_n$
Относительная атомная масса углерода: $Ar(C) = 12$
Относительная молекулярная масса воды: $Mr(H_2O) = 18$

Найти:

Массовую долю углерода $ω(C)$ - ?
Массовую долю воды $ω(H_2O)$ - ?

Решение:

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу углевода $C_n(H_2O)_n$ в общем виде:
$Mr(C_n(H_2O)_n) = n \cdot Ar(C) + n \cdot Mr(H_2O) = n \cdot 12 + n \cdot 18 = 12n + 18n = 30n$

2. Рассчитаем массовую долю углерода ($C$) в данном углеводе:
$ω(C) = \frac{n \cdot Ar(C)}{Mr(C_n(H_2O)_n)} = \frac{n \cdot 12}{30n} = \frac{12}{30} = 0.4$
В процентах: $0.4 \cdot 100\% = 40\%$

3. Рассчитаем массовую долю воды ($H_2O$) в данном углеводе:
$ω(H_2O) = \frac{n \cdot Mr(H_2O)}{Mr(C_n(H_2O)_n)} = \frac{n \cdot 18}{30n} = \frac{18}{30} = 0.6$
В процентах: $0.6 \cdot 100\% = 60\%$

Как видно из расчетов, массовые доли не зависят от коэффициента $n$.

Ответ: массовая доля углерода в углеводе состава $C_n(H_2O)_n$ составляет 40%, а массовая доля воды - 60%.