Номер 3, страница 43, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. На полное сгорание 0,3 моль жира было израсходовано 383 л кислорода (н. у.) и при этом образовалось 275,5 л углекислого газа (н. у.). Определите молекулярную массу жира (г/моль).

Ответ: 664 г/моль.

Дано:

$n(жира) = 0,3 \space моль$

$V(O_2) = 383 \space л \space (н.у.)$

$V(CO_2) = 275,5 \space л \space (н.у.)$

$V_m = 22,4 \space л/моль$ (молярный объем газа при н.у.)

Найти:

$M(жира) - ?$

Решение:

1. Жиры являются триглицеридами — сложными эфирами трехатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот. Поэтому любая молекула жира содержит 6 атомов кислорода. Общая формула жира может быть представлена как $C_xH_yO_6$. Запишем общее уравнение реакции полного сгорания (окисления) жира:

$C_xH_yO_6 + (x + \frac{y}{4} - 3)O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2}H_2O$

2. Найдем количество вещества (в молях) углекислого газа и кислорода, используя молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m = 22,4 \space л/моль$):

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{275,5 \space л}{22,4 \space л/моль}$

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{383 \space л}{22,4 \space л/моль}$

3. Согласно уравнению реакции, отношение количеств вещества жира и углекислого газа равно $1:x$.

$\frac{n(жира)}{1} = \frac{n(CO_2)}{x}$

Отсюда можем найти $\text{x}$ (число атомов углерода в молекуле жира):

$x = \frac{n(CO_2)}{n(жира)} = \frac{275,5 \space / \space 22,4}{0,3} = \frac{275,5}{22,4 \cdot 0,3} = \frac{275,5}{6,72} \approx 41$

4. Аналогично, из уравнения реакции следует, что отношение количеств вещества жира и кислорода равно $1:(x + \frac{y}{4} - 3)$.

$\frac{n(жира)}{1} = \frac{n(O_2)}{x + \frac{y}{4} - 3}$

Выразим стехиометрический коэффициент при кислороде и найдем $\text{y}$ (число атомов водорода в молекуле жира):

$x + \frac{y}{4} - 3 = \frac{n(O_2)}{n(жира)} = \frac{383 \space / \space 22,4}{0,3} = \frac{383}{22,4 \cdot 0,3} = \frac{383}{6,72} \approx 57$

Подставляем найденное значение $x=41$:

$41 + \frac{y}{4} - 3 = 57$

$38 + \frac{y}{4} = 57$

$\frac{y}{4} = 57 - 38$

$\frac{y}{4} = 19$

$y = 19 \cdot 4 = 76$

Таким образом, молекулярная формула жира — $C_{41}H_{76}O_6$.

5. Определим молярную массу ($\text{M}$) жира, используя относительные атомные массы элементов: $A_r(C)=12$, $A_r(H)=1$, $A_r(O)=16$.

$M(C_{41}H_{76}O_6) = 41 \cdot A_r(C) + 76 \cdot A_r(H) + 6 \cdot A_r(O)$

$M(C_{41}H_{76}O_6) = 41 \cdot 12 + 76 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 492 + 76 + 96 = 664 \space г/моль$.

Ответ: 664 г/моль.