Домашний эксперимент, страница 165, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Сделаем одежду непромокаемой

Растворите в двух литрах воды 300 граммов буры, 120 граммов глауберовой соли и 80 граммов декстрина. Нанесите этот раствор в горячем виде на одежду. Просушите ее на воздухе, не отжимая, затем прогладьте горячим утюгом. Ткань при этом приобретает водоотталкивающие свойства, как будто она пропитана маслом: вода сбегает с одежды, не смачивая ее.

На основе инструкции, представленной на изображении, решим задачу по расчету массовых долей компонентов в полученном растворе для придания одежде водоотталкивающих свойств.

Дано:

Объем воды ($V_{воды}$) = 2 л

Масса буры ($m_{буры}$) = 300 г

Масса глауберовой соли ($m_{гл. соли}$) = 120 г

Масса декстрина ($m_{декстрина}$) = 80 г

Перевод в систему СИ:

Для удобства расчетов массовых долей будем использовать граммы, так как это относительная величина. Плотность воды примем равной 1000 г/л.

$m_{буры} = 300 \text{ г} = 0.3 \text{ кг}$

$m_{гл. соли} = 120 \text{ г} = 0.12 \text{ кг}$

$m_{декстрина} = 80 \text{ г} = 0.08 \text{ кг}$

$V_{воды} = 2 \text{ л} = 2 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Массовую долю буры в растворе ($\omega_{буры}$) - ?

Массовую долю глауберовой соли в растворе ($\omega_{гл. соли}$) - ?

Массовую долю декстрина в растворе ($\omega_{декстрина}$) - ?

Решение:

Массовая доля компонента в растворе ($\omega$) вычисляется по формуле:

$\omega_{компонента} = \frac{m_{компонента}}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

где $m_{компонента}$ — масса растворенного вещества, а $m_{раствора}$ — общая масса раствора.

1. Сначала найдем массу воды. Принимая плотность воды $\rho_{воды} \approx 1000$ г/л, получаем:

$m_{воды} = V_{воды} \cdot \rho_{воды} = 2 \text{ л} \cdot 1000 \text{ г/л} = 2000 \text{ г}$

2. Теперь вычислим общую массу раствора, которая складывается из массы воды и масс всех растворенных в ней веществ:

$m_{раствора} = m_{воды} + m_{буры} + m_{гл. соли} + m_{декстрина}$

$m_{раствора} = 2000 \text{ г} + 300 \text{ г} + 120 \text{ г} + 80 \text{ г} = 2500 \text{ г}$

3. Рассчитаем массовую долю каждого компонента в растворе.

Массовая доля буры (тетрабората натрия, $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$):

$\omega_{буры} = \frac{m_{буры}}{m_{раствора}} = \frac{300 \text{ г}}{2500 \text{ г}} = 0.12$

В процентах: $\omega_{буры} = 0.12 \cdot 100\% = 12\%$

Массовая доля глауберовой соли (сульфата натрия, $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$):

$\omega_{гл. соли} = \frac{m_{гл. соли}}{m_{раствора}} = \frac{120 \text{ г}}{2500 \text{ г}} = 0.048$

В процентах: $\omega_{гл. соли} = 0.048 \cdot 100\% = 4.8\%$

Массовая доля декстрина (полисахарида, $(C_6H_{10}O_5)_n$):

$\omega_{декстрина} = \frac{m_{декстрина}}{m_{раствора}} = \frac{80 \text{ г}}{2500 \text{ г}} = 0.032$

В процентах: $\omega_{декстрина} = 0.032 \cdot 100\% = 3.2\%$

Механизм придания ткани водоотталкивающих свойств заключается в следующем. Декстрин, являясь полимером (разновидностью крахмала), при высыхании и последующем проглаживании горячим утюгом образует на поверхности волокон ткани тонкую, гладкую пленку. Эта пленка заполняет поры в ткани и изменяет поверхностное натяжение, в результате чего капли воды не могут смочить волокна и скатываются с поверхности. Бура и глауберова соль действуют как вспомогательные вещества: они способствуют более равномерному распределению декстрина по ткани и лучшему его закреплению на волокнах.

Ответ: Массовая доля буры в растворе составляет 12%, глауберовой соли — 4.8%, декстрина — 3.2%.