дано:
- массовая доля метанола (CH3OH) = 53.0 %
- плотность метанола ≈ 0.791 г/см³
- молекулярная масса метанола (CH3OH) = 32 г/моль
найти:
соотношение чисел атомов водорода, кислорода и углерода в водном растворе с массовой долей метанола 53.0%.
решение:
Предположим, что у нас есть 100 г раствора. Тогда:
масса метанола = 53.0 г,
масса воды = 100 г - 53.0 г = 47.0 г.
Теперь найдем количество моль метанола:
n(CH3OH) = масса метанола / молекулярная масса метанола = 53.0 г / 32 г/моль ≈ 1.65625 моль.
Так как метанол имеет формулу CH3OH, он содержит:
- 1 атом углерода (C),
- 4 атома водорода (H) (3 из CH3 и 1 из OH),
- 1 атом кислорода (O).
Следовательно, общее количество атомов в 1 моль метанола:
- атомы углерода из метанола: 1 * 1.65625 = 1.65625,
- атомы водорода из метанола: 4 * 1.65625 = 6.625,
- атомы кислорода из метанола: 1 * 1.65625 = 1.65625.
Теперь найдем количество моль воды (H2O):
молярная масса воды = 18 г/моль,
n(H2O) = масса воды / молярная масса воды = 47.0 г / 18 г/моль ≈ 2.61111 моль.
Каждая молекула воды содержит:
- 2 атома водорода (H),
- 1 атом кислорода (O).
Общее количество атомов из воды:
- атомы водорода из воды: 2 * 2.61111 ≈ 5.22222,
- атомы кислорода из воды: 1 * 2.61111 ≈ 2.61111.
Теперь суммируем количество атомов для всей смеси:
Суммарное количество атомов углерода:
C_total = 1.65625
Суммарное количество атомов водорода:
H_total = 6.625 + 5.22222 ≈ 11.84722
Суммарное количество атомов кислорода:
O_total = 1.65625 + 2.61111 ≈ 4.26736
Теперь находим соотношение атомов C : H : O:
C : H : O = 1.65625 : 11.84722 : 4.26736.
Для удобства расчетов будем делить все значения на наименьшее значение (1.65625):
C : H : O ≈ 1 : 7.15 : 2.58.
Округляем значения:
Соотношение чисел атомов C : H : O = 1 : 7 : 3.
ответ:
Соотношение чисел атомов водорода, кислорода и углерода в водном растворе с массовой долей метанола 53.0% примерно равно 1 : 7 : 3.