дано:
- масса раствора глюкозы = 500 г
- массовая доля глюкозы = 9%
- прореагировавшая часть глюкозы = 80,0%
- масса баритовой воды = 1,71 кг = 1710 г
- массовая доля гидроксида бария (Ba(OH)2) = 3,00%
найти:
- массовую долю соли в полученном растворе
- массу выпавшего осадка
решение:
1. Найдем массу глюкозы в растворе:
Масса глюкозы = 500 г * 0,09 = 45 г.
2. Рассчитаем массу глюкозы, которая прореагировала:
Прореагировавшая масса глюкозы = 45 г * 0,80 = 36 г.
3. Из уравнения спиртового брожения глюкозы (C6H12O6) можно получить этанол (C2H5OH) и углекислый газ (CO2). Соотношение между глюкозой и углекислым газом составляет 1:2:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
Таким образом, из 36 г глюкозы выделится:
Масса CO2 = 36 г * (44 г/mol / 180 г/mol) = 8 г.
4. Теперь найдем массу гидроксида бария в баритовой воде:
Масса Ba(OH)2 = 1710 г * 0,03 = 51,3 г.
5. Определим количество образовавшейся соли (BaCO3), который образуется при реакции CO2 с Ba(OH)2:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O
Для реакции требуется 1 моль CO2 на 1 моль Ba(OH)2.
6. Найдем количество молей гидроксида бария:
Молярная масса Ba(OH)2 = 137,33 (Ba) + 2 * 16 (O) + 2 * 1 (H) = 171,33 г/mol.
Количество молей Ba(OH)2 = 51,3 г / 171,33 г/mol ≈ 0,2998 mol.
7. Найдем количество молей CO2, которое выделилось:
Молярная масса CO2 = 44 г/mol.
Количество молей CO2 = 8 г / 44 г/mol ≈ 0,1818 mol.
Поскольку для реакции необходимо 1 моль CO2 на 1 моль Ba(OH)2, выработка соли ограничена количеством CO2.
8. Масса выпавшего осадка BaCO3:
Молярная масса BaCO3 = 137,33 (Ba) + 12 (C) + 3 * 16 (O) = 197,33 г/mol.
Так как количество молей BaCO3 будет равно количеству молей CO2, то:
Масса BaCO3 = 0,1818 mol * 197,33 g/mol ≈ 35,94 g.
9. Рассчитаем массу общего раствора после реакции:
Общая масса раствора = масса баритовой воды + масса выпавшего осадка
= 1710 g + 35,94 g = 1745,94 g.
10. Найдем массовую долю соли (BaCO3):
Массовая доля соли = масса соли / общая масса раствора = 35,94 g / 1745,94 g ≈ 0,0206 (или 2,06%).
Ответ:
Массовая доля соли в полученном растворе составляет 2,06%. Масса выпавшего осадка составляет 35,94 г.