Номер 544, страница 101 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

544. «Медицинским спиртом» называют 96%-ый водный раствор органического вещества, которое называется этанол и имеет формулу $C_2H_5OH$. Рассчитайте массовую долю углерода в этаноле.

Дано:

Формула этанола: $C_2H_5OH$

Относительная атомная масса углерода: $Ar(C) = 12$ а.е.м.

Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) = 1$ а.е.м.

Относительная атомная масса кислорода: $Ar(O) = 16$ а.е.м.

Найти:

Массовую долю углерода в этаноле $ω(C)$.

Решение:

Массовая доля элемента в веществе — это отношение массы этого элемента в молекуле к общей массе молекулы. Она рассчитывается по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где $ω(Э)$ — массовая доля элемента, $n$ — число атомов данного элемента в одной молекуле вещества, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(\text{вещества})$ — относительная молекулярная масса всего вещества.

1. Первым шагом вычислим относительную молекулярную массу этанола ($C_2H_5OH$). Молекула этанола состоит из 2 атомов углерода (C), 6 атомов водорода (H) и 1 атома кислорода (O).

$Mr(C_2H_5OH) = 2 \cdot Ar(C) + (5+1) \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O)$

$Mr(C_2H_5OH) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 24 + 6 + 16 = 46$ а.е.м.

2. Теперь, зная молекулярную массу этанола, можем рассчитать массовую долю углерода (C). В одной молекуле этанола содержится 2 атома углерода.

$ω(C) = \frac{2 \cdot Ar(C)}{Mr(C_2H_5OH)} \cdot 100\%$

$ω(C) = \frac{2 \cdot 12}{46} \cdot 100\% = \frac{24}{46} \cdot 100\% \approx 0.5217 \cdot 100\% \approx 52.17\%$

Следует отметить, что информация о 96%-ой концентрации раствора («медицинский спирт») является избыточной для данной задачи, так как требуется найти массовую долю углерода в чистом этаноле, а не в его водном растворе.

Ответ: массовая доля углерода в этаноле составляет примерно 52.17%.