Условия:
Водный раствор глюкозы массой 500 г с массовой долей C6H12O6 9% подвергли спиртовому брожению. Газ, выделившийся к моменту, когда прореагировало 80,0 % глюкозы, пропустили через 1,71 кг баритовой воды с массовой долей гидроксида бария, равной 3,00 %. Найдите массовую долю соли в полученном растворе и массу выпавшего осадка.
Начала решать, вроде всё шло неплохо, но зашла в тупик. Мои действия:
C6H12O6 —> 2 C2H5COOH + 2 CO2
CO2 + Ba(OH)2 —> BaCO3 + H2O
- m(C6H12O6)в-ва)=500х0.09=45г
45—100%
х —80%, х=36г, n(C6H12O6)=0.2моль
- m(Ba(OH)2)=1710:0.03=51.3г, n=0.3моль
- m(осадка)=0.3х197=59.1
А дальше у меня тупик. Какую массу раствора нужно искать? По глюкозе или по гидроксиду бария? Массу углекислого газа по 2 уравнению(n(CO2)1=0.4 моль, n(СО2)2= 0.3 моль), так понимаю, надо искать? Затем учитель говорил, что раствор это только жидкость, то есть без газа и осадка. С газом я согласна. А осадок? Что за бред, если нужно найти как раз-таки его(всё-таки осадок это соль) массовую долю? Либо учитель не прав, либо условия, что врядли. В общем, прошу помощи
читаем и понимаем буквально: "Газ, выделившийся к моменту, когда прореагировало 80,0 % глюкозы, пропустили через 1,71 кг баритовой воды с массовой долей гидроксида бария, равной 3,00 %. Найдите массовую долю соли в полученном растворе и массу выпавшего осадка" -нет в растворе глюкозы, улетевший из изначальной системы газ пропустили через р-р Ba(OH)2, т.е. надо рассматривать только вторую систему, с реакцией Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O, просчитывая мольный избыток-недостаток исходных реагентов и по нему определяя кол-во BaCO3.
При этом, при наличии эквимолярного избытка СО2, в растворе пойдёт BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2, гидрокарбоната, растворимого в воде. Вот и хотят, чтобы просчитали выпавший в изменяемом кол-ве осадок ΔBaCO3 и плавающую в р-ре образовавщуюся Ba(HCO3)2. А так как р-р - это вода и то, что в ней плавает растворимым, то твердый осадок не учитывается.
Считаете убыль BaCO3, считаете баланс раствора по суммарным реакциям Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O и BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2; проверяете баланс по воде, насколько её кол-во изменится в них. У вас в продуктах должны быть BaCO3+Ba(HCO3)2±ΔH2O, из них Ba(HCO3)2±ΔH2O в р-ре. И уже затем определяете конц-цию Ba(HCO3)2 отношением его массы к сумме масс раствора: Ba(HCO3)2+ суммарная H2O в продуктах (исходная±ΔH2O в реакциях)
Сами справитесь?
Действительно, в условии задачи нужно искать массовую долю соли в полученном растворе, а не массу раствора. Рассмотрим последовательность действий для решения задачи.
1. Рассчитаем количество глюкозы, которая участвовала в реакции:
м(C6H12O6) = 500 г x 0,09 = 45 г
n(C6H12O6) = м(C6H12O6) / M(C6H12O6) = 45 г / 180 г/моль = 0,25 моль
2. Рассчитаем количество CO2, выделившегося при реакции:
n(CO2) = 2 x n(C6H12O6) = 0,5 моль (так как каждая молекула глюкозы даёт две молекулы CO2)
3. Рассчитаем количество Ba(OH)2, используемое для обработки CO2:
m(Ba(OH)2) = 1,71 кг x 0,03 = 51,3 г
n(Ba(OH)2) = м(Ba(OH)2) / M(Ba(OH)2) = 51,3 г / 171 г/моль = 0,3 моль
4. Рассчитаем количество BaCO3, выпавшего в осадок при реакции:
n(BaCO3) = n(CO2)
m(BaCO3) = n(BaCO3) x M(BaCO3) = 0,5 моль x 197 г/моль = 98,5 г
5. Рассчитаем массовую долю BaCO3 в полученном растворе:
м(раствора) = м(C6H12O6) + м(BaCO3) = 45 г + 98,5 г = 143,5 г
м(раствора, BaCO3) = м(BaCO3) / м(раствора) x 100% = 98,5 г / 143,5 г x 100% = 68,6%
Таким образом, массовая доля BaCO3 в полученном растворе составляет 68,6%, а масса выпавшего осадка равна 98,5 г.
Для решения задачи нужно использовать закон сохранения массы. Если было 45 г глюкозы, а прореагировало 80%, то осталось 20% или 9 г глюкозы. Это значит, что масса выпущенного газа равна разности между начальной и оставшейся массой глюкозы:
m(CO2) = 45 г - 9 г = 36 г
Затем этот газ прошел через раствор гидроксида бария. Массовая доля гидроксида бария в растворе равна 3%, значит, масса гидроксида бария в растворе равна:
m(Ba(OH)2) = 1710 г × 0,03 = 51,3 г
Из уравнения реакции между CO2 и Ba(OH)2 видно, что на каждый моль CO2 выпадает один моль осадка BaCO3. Моль CO2, выделившийся при брожении, равен n(CO2) = m(CO2) / M(CO2), где M(CO2) - молярная масса CO2.
M(CO2) = 12 + 2 × 16 = 44 г/моль
n(CO2) = 36 г / 44 г/моль = 0,82 моль
Следовательно, выпавшая масса осадка BaCO3 равна:
m(BaCO3) = n(BaCO3) × M(BaCO3) = n(CO2) × M(BaCO3) = 0,82 моль × (137 + 12 + 3 × 16) г/моль = 197 г
Массовая доля соли в полученном растворе равна массе соли, растворенной в воде, деленной на массу полученного раствора:
массовая доля = m(BaCO3) / (m(Ba(OH)2) + m(BaCO3)) = 197 г / (51,3 г + 197 г) = 0,793 или около 79%
Таким образом, массовая доля соли в полученном растворе равна примерно 79%, а масса выпавшего осадка составляет 197 г.