Номер 9, страница 388 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 78. Косметические и парфюмерные средства. Глава 8. Химия в повседневной жизни - номер 9, страница 388.

Условие.

9. Рассчитайте, в каком объеме воды необходимо растворить одну таблетку гидроперита $(\text{NH}_2)_2\text{CO} \cdot \text{H}_2\text{O}_2$, чтобы получить 2%-й раствор пероксида водорода. Масса одной таблетки 1,5 г.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса таблетки гидроперита, $m_{табл.} = 1.5 \text{ г}$

Химическая формула гидроперита: $(NH_2)_2CO \cdot H_2O_2$

Требуемая массовая доля пероксида водорода в конечном растворе, $\omega_{кон.}(H_2O_2) = 2\%$

Плотность воды, $\rho_{воды} \approx 1 \text{ г/мл}$

$m_{табл.} = 1.5 \text{ г} = 0.0015 \text{ кг}$

$\omega_{кон.}(H_2O_2) = 2\% = 0.02$

$\rho_{воды} = 1 \text{ г/мл} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Объем воды, $V_{воды} - ?$

Решение:

1. В первую очередь определим, какая масса пероксида водорода ($H_2O_2$) содержится в одной таблетке гидроперита. Для этого нам понадобятся молярные массы. Рассчитаем их, используя округленные атомные массы (N=14, H=1, C=12, O=16).

Молярная масса мочевины ($(NH_2)_2CO$):

$M((NH_2)_2CO) = 2 \cdot 14 + 4 \cdot 1 + 12 + 16 = 60 \text{ г/моль}$

Молярная масса пероксида водорода ($H_2O_2$):

$M(H_2O_2) = 2 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 34 \text{ г/моль}$

Молярная масса гидроперита ($(NH_2)_2CO \cdot H_2O_2$):

$M_{гидроперита} = M((NH_2)_2CO) + M(H_2O_2) = 60 + 34 = 94 \text{ г/моль}$

2. Теперь найдем массовую долю пероксида водорода в самом соединении гидроперит:

$\omega_{гидроперит}(H_2O_2) = \frac{M(H_2O_2)}{M_{гидроперита}} = \frac{34}{94} \approx 0.3617$

3. Рассчитаем массу чистого пероксида водорода ($m(H_2O_2)$) в таблетке массой 1,5 г:

$m(H_2O_2) = m_{табл.} \cdot \omega_{гидроперит}(H_2O_2) = 1.5 \text{ г} \cdot \frac{34}{94} \approx 0.5426 \text{ г}$

4. Нам нужно получить 2%-й раствор $H_2O_2$. Это означает, что масса $H_2O_2$ (0,5426 г) должна составлять 2% от общей массы конечного раствора ($m_{раствора}$). Используем формулу массовой доли $\omega_{кон.} = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$ и выразим из нее массу раствора:

$m_{раствора} = \frac{m(H_2O_2)}{\omega_{кон.}(H_2O_2)} = \frac{0.5426 \text{ г}}{0.02} \approx 27.13 \text{ г}$

5. Общая масса раствора складывается из массы растворителя (воды) и массы всех растворенных веществ (в данном случае, всей таблетки гидроперита).

$m_{раствора} = m_{табл.} + m_{воды}$

Найдем массу воды, которую нужно добавить:

$m_{воды} = m_{раствора} - m_{табл.} = 27.13 \text{ г} - 1.5 \text{ г} = 25.63 \text{ г}$

6. Зная массу воды и ее плотность (примем $\rho_{воды} = 1 \text{ г/мл}$), найдем искомый объем:

$V_{воды} = \frac{m_{воды}}{\rho_{воды}} = \frac{25.63 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 25.63 \text{ мл}$

Округлив результат до десятых, получаем 25,6 мл.

Ответ: для получения 2%-го раствора пероксида водорода необходимо растворить одну таблетку гидроперита в 25,6 мл воды.