Номер 23, страница 162 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

5.23. Раствор глюкозы массой 200 г вступил в реакцию с избытком аммиачного раствора оксида серебра; при этом образовалось 8,64 г осадка. Вычислите массовую долю глюкозы в растворе.

Дано:

$m(раствора \space глюкозы) = 200 \text{ г}$

$m(осадка) = m(Ag) = 8,64 \text{ г}$

Найти:

$\omega(C_6H_{12}O_6) - ?$

Решение:

Реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (реактивом Толленса) является качественной реакцией на альдегидную группу и называется реакцией «серебряного зеркала». Глюкоза ($C_6H_{12}O_6$) окисляется до глюконовой кислоты ($C_6H_{12}O_7$), которая в аммиачной среде образует соль — глюконат аммония, а серебро восстанавливается из степени окисления +1 до 0, выпадая в виде осадка.

Запишем упрощенное уравнение реакции, которое достаточно для проведения стехиометрических расчетов:

$C_6H_{12}O_6 + Ag_2O \xrightarrow{NH_3 \cdot H_2O, \space t} C_6H_{12}O_7 + 2Ag \downarrow$

1. Вычислим молярные массы глюкозы ($C_6H_{12}O_6$) и серебра ($Ag$). Относительные атомные массы берем из периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева: $A_r(C)=12$, $A_r(H)=1$, $A_r(O)=16$, $A_r(Ag)=108$.

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 180 \text{ г/моль}$.

$M(Ag) = 108 \text{ г/моль}$.

2. Найдем количество вещества (в молях) серебра, выпавшего в осадок.

$n(Ag) = \frac{m(Ag)}{M(Ag)} = \frac{8,64 \text{ г}}{108 \text{ г/моль}} = 0,08 \text{ моль}$.

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль глюкозы образуется 2 моль серебра. Определим количество вещества глюкозы, вступившей в реакцию.

Соотношение количеств веществ: $n(C_6H_{12}O_6) : n(Ag) = 1 : 2$.

Отсюда $n(C_6H_{12}O_6) = \frac{1}{2} n(Ag) = \frac{0,08 \text{ моль}}{2} = 0,04 \text{ моль}$.

4. Рассчитаем массу глюкозы, которая содержалась в исходном растворе.

$m(C_6H_{12}O_6) = n(C_6H_{12}O_6) \cdot M(C_6H_{12}O_6) = 0,04 \text{ моль} \cdot 180 \text{ г/моль} = 7,2 \text{ г}$.

5. Вычислим массовую долю глюкозы ($\omega$) в растворе по формуле:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

$\omega(C_6H_{12}O_6) = \frac{m(C_6H_{12}O_6)}{m(раствора \space глюкозы)} = \frac{7,2 \text{ г}}{200 \text{ г}} = 0,036$.

Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$0,036 \cdot 100\% = 3,6\%$.

Ответ: массовая доля глюкозы в растворе составляет 3,6%.