Номер 3.32, страница 58, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3. Вычисление массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей исходного вещества. Часть II. Вычисления по химическим уравнениям - номер 3.32, страница 58.

Условие.

3.32. Вычислите массу раствора сахарозы (массовая доля сахарозы 20%), который подвергли гидролизу, если при этом выделилось 7,2 г глюкозы.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$\omega(C_{12}H_{22}O_{11}) = 20\% = 0,2$

$m(C_6H_{12}O_6) = 7,2 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{раствора}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции гидролиза сахарозы. При гидролизе одной молекулы сахарозы ($C_{12}H_{22}O_{11}$) в присутствии кислоты образуется одна молекула глюкозы ($C_6H_{12}O_6$) и одна молекула фруктозы ($C_6H_{12}O_6$).

$C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{H^+} C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (фруктоза)}$

2. Рассчитаем молярные массы сахарозы и глюкозы. Атомные массы элементов (округленно): $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$.

$M(C_{12}H_{22}O_{11}) = 12 \cdot 12 + 22 \cdot 1 + 11 \cdot 16 = 144 + 22 + 176 = 342 \text{ г/моль}$

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества ($\nu$) выделившейся глюкозы. Оно вычисляется по формуле $\nu = m/M$, где $m$ - масса вещества, а $M$ - его молярная масса.

$\nu(C_6H_{12}O_6) = \frac{m(C_6H_{12}O_6)}{M(C_6H_{12}O_6)} = \frac{7,2 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = 0,04 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 1 моль сахарозы образуется 1 моль глюкозы. Следовательно, количество вещества сахарозы, вступившей в реакцию, равно количеству вещества образовавшейся глюкозы.

$\nu(C_{12}H_{22}O_{11}) = \nu(C_6H_{12}O_6) = 0,04 \text{ моль}$

5. Вычислим массу сахарозы, которая содержалась в растворе и подверглась гидролизу.

$m(C_{12}H_{22}O_{11}) = \nu(C_{12}H_{22}O_{11}) \cdot M(C_{12}H_{22}O_{11}) = 0,04 \text{ моль} \cdot 342 \text{ г/моль} = 13,68 \text{ г}$

6. Зная массу чистой сахарозы и ее массовую долю ($\omega$) в растворе, найдем массу исходного раствора. Массовая доля связана с массами вещества и раствора соотношением: $\omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}$.

Отсюда выражаем массу раствора:

$m(\text{раствора}) = \frac{m(C_{12}H_{22}O_{11})}{\omega(C_{12}H_{22}O_{11})} = \frac{13,68 \text{ г}}{0,2} = 68,4 \text{ г}$

Ответ: масса раствора сахарозы, который подвергли гидролизу, составляет 68,4 г.