Номер 1, страница 78, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Какая масса целлюлозы потребуется для получения 356,4 кг три нитро целлюлозы?

Ответ: 194,4 кг.

1. Дано:

Масса тринитроцеллюлозы ($m(ТНЦ)$) = 356,4 кг

Перевод в систему СИ:

$m(ТНЦ) = 356,4$ кг

Найти:

Масса целлюлозы ($m(целл.)$) - ?

Решение:

Процесс получения тринитроцеллюлозы (тринитрата целлюлозы) из целлюлозы описывается реакцией этерификации с азотной кислотой. Целлюлоза является полимером, состоящим из повторяющихся звеньев глюкозы. Уравнение реакции для одного элементарного звена выглядит следующим образом:

$[C_6H_7O_2(OH)_3]_n + 3n HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} [C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n + 3n H_2O$

Для стехиометрических расчетов мы можем использовать молярные массы элементарных звеньев целлюлозы и тринитроцеллюлозы.

1. Найдем молярную массу элементарного звена целлюлозы, $C_6H_{10}O_5$ (формула мономерного звена):

$M(C_6H_{10}O_5) = 6 \cdot 12 + 10 \cdot 1 + 5 \cdot 16 = 72 + 10 + 80 = 162$ г/моль.

2. Найдем молярную массу элементарного звена тринитроцеллюлозы, $C_6H_7N_3O_{11}$ (брутто-формула звена $C_6H_7O_2(ONO_2)_3$):

$M(C_6H_7N_3O_{11}) = 6 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 3 \cdot 14 + 11 \cdot 16 = 72 + 7 + 42 + 176 = 297$ г/моль.

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль элементарных звеньев целлюлозы образуется 1 моль элементарных звеньев тринитроцеллюлозы. Это означает, что из 162 массовых частей целлюлозы можно получить 297 массовых частей тринитроцеллюлозы.

4. Составим пропорцию для нахождения массы целлюлозы ($m(целл.)$), необходимой для получения 356,4 кг тринитроцеллюлозы ($m(ТНЦ)$):

$\frac{m(целл.)}{m(ТНЦ)} = \frac{M(C_6H_{10}O_5)}{M(C_6H_7N_3O_{11})}$

Подставим известные значения. Можно использовать килограммы, так как отношение масс безразмерно:

$\frac{m(целл.)}{356,4 \text{ кг}} = \frac{162}{297}$

5. Выразим и рассчитаем массу целлюлозы:

$m(целл.) = \frac{356,4 \text{ кг} \cdot 162}{297}$

$m(целл.) = 194,4 \text{ кг}$

Таким образом, для получения 356,4 кг тринитроцеллюлозы потребуется 194,4 кг целлюлозы.

Ответ: 194,4 кг.