Номер 25, страница 116 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

11. Первоначальные представления об органических веществах. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 25, страница 116.

Условие.

25. Рассчитайте элементный состав этилового спирта и нарисуйте круговую диаграмму, отражающую этот состав.

Решение.

Решение 2.

Для решения задачи необходимо рассчитать массовые доли элементов (углерода, водорода, кислорода) в молекуле этилового спирта и на основе этих данных построить круговую диаграмму.

Дано:

Вещество: этиловый спирт (этанол).

Найти:

Элементный состав (массовые доли элементов) этилового спирта: $ω(C)$, $ω(H)$, $ω(O)$.

Решение:

1. Химическая формула этилового спирта — $C_2H_5OH$. Для расчета молярной массы удобнее представить её в виде брутто-формулы: $C_2H_6O$.

2. Определим относительные атомные массы элементов по периодической таблице Д.И. Менделеева. Для большей точности расчетов используем значения, округленные до тысячных:

• Относительная атомная масса углерода (C): $Ar(C) \approx 12.011$ а.е.м.
• Относительная атомная масса водорода (H): $Ar(H) \approx 1.008$ а.е.м.
• Относительная атомная масса кислорода (O): $Ar(O) \approx 15.999$ а.е.м.

3. Рассчитаем молярную массу этилового спирта $M(C_2H_6O)$ как сумму произведений атомных масс элементов на число их атомов в молекуле:

$M(C_2H_6O) = 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O)$

$M(C_2H_6O) = 2 \cdot 12.011 + 6 \cdot 1.008 + 1 \cdot 15.999 = 24.022 + 6.048 + 15.999 = 46.069$ г/моль.

4. Рассчитаем массовые доли каждого элемента ($ω$) в молекуле этилового спирта по формуле:

$ω(Элемент) = \frac{n \cdot Ar(Элемент)}{M(C_2H_6O)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в одной молекуле.

• Массовая доля углерода (C):
  $ω(C) = \frac{2 \cdot 12.011}{46.069} \cdot 100\% \approx 52.14\%$
• Массовая доля водорода (H):
  $ω(H) = \frac{6 \cdot 1.008}{46.069} \cdot 100\% \approx 13.13\%$
• Массовая доля кислорода (O):
  $ω(O) = \frac{1 \cdot 15.999}{46.069} \cdot 100\% \approx 34.73\%$

Проверим расчеты: сумма массовых долей должна быть равна 100%.

$52.14\% + 13.13\% + 34.73\% = 100.00\%$

5. Для построения круговой диаграммы рассчитаем углы секторов, пропорциональные массовым долям элементов. Полный круг составляет $360^\circ$.

• Угол для сектора углерода (C): $360^\circ \cdot \frac{52.14}{100} \approx 187.7^\circ$
• Угол для сектора водорода (H): $360^\circ \cdot \frac{13.13}{100} \approx 47.3^\circ$
• Угол для сектора кислорода (O): $360^\circ \cdot \frac{34.73}{100} \approx 125.0^\circ$

На основе этих данных строим круговую диаграмму.

Ответ:

Элементный состав этилового спирта ($C_2H_5OH$) следующий: массовая доля углерода (C) составляет $52.14\%$, массовая доля водорода (H) — $13.13\%$, и массовая доля кислорода (O) — $34.73\%$.