ГДЗ по Химии 8 Класс Практическая работа 5 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Отмерьте мерным цилиндром 50 мл дистиллированной воды и влейте её в коническую колбочку ёмкостью 100 мл.
Чайную ложку сахарного песка (или два кусочка) взвесьте на лабораторных весах, затем поместите его в колбочку с водой и перемешивайте стеклянной палочкой до полного растворения.

Теперь приступайте к расчётной части. Вначале рассчитайте массовую долю сахара в растворе. Необходимые данные у вас есть: масса сахара, объём воды, плотность воды примите равной 1 г/мл.

Вы также сможете рассчитать, сколько молекул сахара содержится в полученном растворе, используя известные вам соотношения.

Поскольку сахар состоит на 99,9% из сахарозы, имеющей формулу C₁₂H₂₂O₁₁, вы легко рассчитаете молярную массу сахара и затем найдёте число молекул сахара в полученном вами растворе.

Опыт 1

1. Масса воды:
\( m(\text{воды}) = V(\text{воды}) \cdot \rho(\text{воды}) = 50 \, \text{мл} \cdot 1 \, \text{г/мл} = 50 \, \text{г} \)

2. Масса раствора:
\( m(\text{раствора}) = m(\text{сахара}) + m(\text{воды}) = m(\text{сахара}) + 50 \, \text{г} \)

3. Массовая доля сахара:
\( \omega(\text{сахара}) = \frac{m(\text{сахара})}{m(\text{раствора})} = \frac{m(\text{сахара})}{m(\text{сахара}) + 50} \)

4. Молярная масса сахара:
Сахарозу можно представить формулой \( C_{12}H_{22}O_{11} \).
Её молярная масса рассчитывается следующим образом:
\( M(\text{сахара}) = M(C_{12}H_{22}O_{11}) = 12 \cdot 12 + 22 + 11 \cdot 16 = 342 \, \text{г/моль} \)

5. Количество вещества сахара:
\( n(\text{сахара}) = \frac{m(\text{сахара})}{M(\text{сахара})} = \frac{m(\text{сахара})}{342} \, (\text{моль}) \)

6. Количество молекул сахара:
\( N(\text{молекул сахара}) = N_A \cdot n(\text{сахара}) = 6{,}02 \cdot 10^{23} \cdot \frac{m(\text{сахара})}{342} \, (\text{молекул}) \)

Для завершения расчётов необходимо подставить в уравнения массу сахара, которую вы взвесили. Например, чайная ложка сахара весит около 8 г.

Опыт 1

1. Масса воды

Масса воды \(m(\text{воды})\) рассчитывается по формуле:
\( m(\text{воды}) = V(\text{воды}) \cdot \rho(\text{воды}) \)

где:

• \(V(\text{воды})\) — объем воды (50 мл),
• \(\rho(\text{воды})\) — плотность воды, которая равна 1 г/мл (для воды при стандартных условиях).

Подставляем значения:
\( m(\text{воды}) = 50 \, \text{мл} \cdot 1 \, \text{г/мл} = 50 \, \text{г} \)

Таким образом, масса воды равна 50 г.

2. Масса раствора

Масса раствора \(m(\text{раствора})\) равна сумме массы сахара и массы воды:
\( m(\text{раствора}) = m(\text{сахара}) + m(\text{воды}) \)

где:

• \(m(\text{сахара})\) — масса сахара (предположим, что она была взвешена),
• \(m(\text{воды})\) — 50 г.

Так как масса сахара в данной задаче не указана, оставим ее переменной \(m(\text{сахара})\).

Таким образом, масса раствора будет:
\( m(\text{раствора}) = m(\text{сахара}) + 50 \, \text{г} \)

3. Массовая доля сахара

Массовая доля сахара \(\omega(\text{сахара})\) в растворе определяется как отношение массы сахара к массе раствора:
\( \omega(\text{сахара}) = \frac{m(\text{сахара})}{m(\text{раствора})} = \frac{m(\text{сахара})}{m(\text{сахара}) + 50} \)

Это выражение показывает, какую часть массы раствора составляет сахар.

4. Молярная масса сахара

Сахароза (\(C_{12}H_{22}O_{11}\)) — это органическое соединение, молекулярная формула которого указана. Чтобы рассчитать молярную массу сахара, нужно учесть атомные массы каждого элемента в молекуле.

Молярная масса рассчитывается по формуле:
\( M(\text{сахара}) = 12 \cdot 12 + 22 \cdot 1 + 11 \cdot 16 = 342 \, \text{г/моль} \)

где:

• 12 — атомная масса углерода (C),
• 1 — атомная масса водорода (H),
• 16 — атомная масса кислорода (O).

Подсчитав, получаем молярную массу сахарозы \(M(\text{сахара}) = 342 \, \text{г/моль}\).

5. Количество вещества сахара

Количество вещества сахара \(n(\text{сахара})\) можно найти по формуле:
\( n(\text{сахара}) = \frac{m(\text{сахара})}{M(\text{сахара})} \)

где:

• \(m(\text{сахара})\) — масса сахара,
• \(M(\text{сахара})\) — молярная масса сахара (342 г/моль).

Таким образом, количество вещества сахара выражается как:
\( n(\text{сахара}) = \frac{m(\text{сахара})}{342} \, (\text{моль}) \)

6. Количество молекул сахара

Количество молекул сахара \(N(\text{молекул сахара})\) можно рассчитать, умножив количество вещества на число Авогадро \(N_A\), которое равно \(6,02 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль}\):
\( N(\text{молекул сахара}) = N_A \cdot n(\text{сахара}) = 6,02 \times 10^{23} \cdot \frac{m(\text{сахара})}{342} \)

Таким образом, количество молекул сахара можно выразить как:
\( N(\text{молекул сахара}) = 6,02 \times 10^{23} \cdot \frac{m(\text{сахара})}{342} \, (\text{молекул}) \)

Пример с массой сахара

Если масса сахара составляет, например, 8 г (примерно чайная ложка), тогда:

— \( m(\text{сахара}) = 8 \, \text{г} \),
— \( m(\text{раствора}) = 8 + 50 = 58 \, \text{г} \),
— Массовая доля сахара \( \omega(\text{сахара}) = \frac{8}{58} \approx 0,1379 \) или 13,79%.

Количественное выражение для вещества:
\( n(\text{сахара}) = \frac{8}{342} \approx 0,0234 \, \text{моль} \)

Количество молекул:
\( N(\text{молекул сахара}) = 6,02 \times 10^{23} \cdot \frac{8}{342} \approx 1,41 \times 10^{22} \, \text{молекул} \)

Итог

• Масса воды — 50 г.
• Масса раствора — зависит от массы сахара.
• Молярная масса сахарозы — 342 г/моль.
• Количество вещества сахара и количество молекул можно рассчитать по указанным формулам, если известна масса сахара.