Домашний эксперимент, страница 163, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Изготовим духи

Для создания ведущего запаха понадобится, прежде всего, цитрусовое масло, которое мы получим из кожуры лимонов или апельсинов. Натрем кожуру этих фруктов на терке, в протертом виде завернем в кусочек прочной материи и тщательно выдавим. Через ткань пройдет мутная жидкость, состоящая из эфира и воды. Смешаем приблизительно 2 мл этой жидкости с каплями ландышевого масла, ванильного сахара, масла еловых веток. Затем растворим полученную смесь в 20 мл спирта. Духи готовы!

1. Анализ физико-химических процессов

В представленном тексте описывается процесс создания духов в домашних условиях, который включает в себя несколько ключевых физико-химических этапов:

• Извлечение эфирного масла (Экстракция): Процесс начинается с получения цитрусового масла из кожуры. Метод, описанный в тексте — натирание и последующий отжим через ткань — является разновидностью механической экстракции, а именно холодного прессования (отжима). Измельчение кожуры на терке — это физический процесс, который разрушает клеточные стенки и масляные железы, увеличивая площадь поверхности для более эффективного извлечения масла.

• Образование эмульсии: Полученная после отжима "мутная жидкость, состоящая из эфира и воды" представляет собой эмульсию. Эфирные масла (которые являются сложными смесями органических соединений, а не простыми эфирами в химическом смысле) гидрофобны, то есть практически нерастворимы в воде. При сильном механическом воздействии (отжиме) масло дробится на мельчайшие капельки, которые распределяются в воде, образуя нестабильную систему — эмульсию типа "масло в воде". Именно эти взвешенные капельки масла рассеивают свет, что придает жидкости мутный вид.

• Создание ароматической композиции: Смешивание цитрусовой эмульсии с другими ароматическими компонентами (ландышевым маслом, маслом еловых веток, ванильным сахаром) — это процесс создания многокомпонентной смеси, которая формирует уникальный букет ароматов будущих духов.

• Растворение в спирте: Заключительный этап — растворение полученной масляной смеси в спирте (этаноле). Спирт здесь выполняет несколько важных функций: он выступает в роли растворителя, создавая однородный (гомогенный) и прозрачный раствор; служит носителем аромата, который испаряется с кожи, оставляя на ней пахучие вещества; а также действует как консервант, предотвращая порчу продукта. В результате получается спиртовой раствор эфирных масел, который по своей сути и является духами.

Ответ: Описанный процесс включает в себя механическую экстракцию (холодный отжим) для получения эфирного масла, которое сначала образует с водой эмульсию, а затем смешивается с другими ароматическими веществами и растворяется в спирте для получения однородного и стабильного парфюмерного продукта (духов).

2. Расчет объемной доли цитрусовой жидкости в духах

Для определения концентрации основного ароматического компонента в конечном продукте можно рассчитать его объемную долю.

Дано:

Объем цитрусовой жидкости (смеси эфира и воды): $V_{цитрус} = 2 \text{ мл}$

Объем спирта: $V_{спирт} = 20 \text{ мл}$

$V_{цитрус} = 2 \text{ мл} = 2 \times 10^{-6} \text{ м}^3$

$V_{спирт} = 20 \text{ мл} = 2 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Объемную долю цитрусовой жидкости в конечном растворе: $\phi_{цитрус}$

Решение:

Объемная доля компонента ($\phi$) в смеси рассчитывается как отношение объема данного компонента к общему объему смеси. В данном расчете мы пренебрегаем объемом добавленных капель масел и ванильного сахара, так как он, по условию, незначителен.

1. Найдем общий объем полученных духов ($V_{общ}$), сложив объемы основных жидкостей. Расчет можно производить в миллилитрах, так как это отношение объемов, и единицы измерения сократятся.

$V_{общ} = V_{цитрус} + V_{спирт} = 2 \text{ мл} + 20 \text{ мл} = 22 \text{ мл}$

Примечание: При смешивании некоторых жидкостей (например, спирта и воды) общий объем может быть немного меньше суммы объемов исходных компонентов из-за эффекта контракции. Однако для данного расчета этим эффектом можно пренебречь.

2. Рассчитаем объемную долю цитрусовой жидкости:

$\phi_{цитрус} = \frac{V_{цитрус}}{V_{общ}} = \frac{2 \text{ мл}}{22 \text{ мл}} = \frac{1}{11} \approx 0.0909$

3. Выразим результат в процентах, умножив на 100%:

$\phi_{цитрус} (\%) = 0.0909 \cdot 100\% \approx 9.1\%$

Ответ: Объемная доля исходной цитрусовой жидкости в готовых духах составляет приблизительно 9.1%.