Номер 1, страница 43, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. На гидрирование образца жира триолеина затратили 336 л (н. у.) водорода. Сколько жира по массе подвергли гидрированию и сколько получили продукта?

Ответ: 4420 г триолеина и 4450 г маргарина.

Дано:

Объем водорода $V(H_2) = 336$ л (н. у.)

Найти:

$m(\text{триолеина}) - ?$

$m(\text{продукта}) - ?$

Решение:

Гидрирование жиров — это процесс присоединения водорода к молекулам непредельных жиров (содержащих двойные связи в углеводородных радикалах) с целью получения предельных (твердых) жиров. Триолеин является триглицеридом непредельной олеиновой кислоты, а продуктом его полного гидрирования — тристеарин, триглицерид предельной стеариновой кислоты, являющийся основным компонентом маргарина.

Уравнение реакции гидрирования триолеина:

$(C_{17}H_{33}COO)_3C_3H_5 (\text{триолеин}) + 3H_2 \rightarrow (C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5 (\text{тристеарин})$

Молекулярная формула триолеина - $C_{57}H_{104}O_6$.

Молекулярная формула тристеарина - $C_{57}H_{110}O_6$.

Рассчитаем молярные массы участников реакции, используя округленные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$.

Молярная масса триолеина:

$M(C_{57}H_{104}O_6) = 57 \cdot 12 + 104 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 684 + 104 + 96 = 884$ г/моль.

Молярная масса тристеарина:

$M(C_{57}H_{110}O_6) = 57 \cdot 12 + 110 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 684 + 110 + 96 = 890$ г/моль.

Найдем количество вещества водорода, затраченного на реакцию. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль.

$\nu(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{336 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 15 \text{ моль}$.

По уравнению реакции, для гидрирования 1 моль триолеина требуется 3 моль водорода. Составим пропорцию для нахождения количества вещества триолеина:

$\frac{\nu(C_{57}H_{104}O_6)}{1} = \frac{\nu(H_2)}{3}$

$\nu(C_{57}H_{104}O_6) = \frac{\nu(H_2)}{3} = \frac{15 \text{ моль}}{3} = 5 \text{ моль}$.

Теперь рассчитаем массу триолеина, вступившего в реакцию:

$m(\text{триолеина}) = \nu(C_{57}H_{104}O_6) \cdot M(C_{57}H_{104}O_6) = 5 \text{ моль} \cdot 884 \text{ г/моль} = 4420 \text{ г}$.

Согласно уравнению реакции, из 1 моль триолеина образуется 1 моль тристеарина. Следовательно, количество вещества полученного продукта равно количеству вещества прореагировавшего триолеина:

$\nu(C_{57}H_{110}O_6) = \nu(C_{57}H_{104}O_6) = 5 \text{ моль}$.

Рассчитаем массу полученного продукта (тристеарина/маргарина):

$m(\text{продукта}) = \nu(C_{57}H_{110}O_6) \cdot M(C_{57}H_{110}O_6) = 5 \text{ моль} \cdot 890 \text{ г/моль} = 4450 \text{ г}$.

Ответ: было подвергнуто гидрированию 4420 г триолеина, в результате чего было получено 4450 г продукта (маргарина).