Дано:
- Площадь поперечного сечения молекулы пальмитиновой кислоты S = 2,1 × 10^(-19) м²
- Массовая концентрация растворенного вещества = 4,24 г/л
- Площадь покрытия монослоем = 1,5 м²
Найти:
1. Предельную адсорбцию молекулы пальмитиновой кислоты.
2. Объем раствора, необходимый для покрытия указанной площади.
Решение:
1. Найдем предельную адсорбцию (Г):
Г = S / (P * S)
где P – плотность молекулы (молекулярная масса/мольная масса).
Для пальмитиновой кислоты:
- Молекулярная масса пальмитиновой кислоты = 256 г/моль (C16H32O2).
- Мольная масса в кг = 0,256 кг/моль.
Плотность молекулы:
Плотность молекулы = 0,256 кг/моль / (6,022 × 10^23 молекул/моль)
= 4,24 × 10^(-22) кг.
Предельная адсорбция (Г):
Г = 1 / S
= 1 / 2,1 × 10^(-19) м²
= 4,76 × 10^18 молекул/м².
2. Найдем объем раствора:
- Масса молекул в растворе = массовая концентрация × объем раствора.
- Объем раствора = масса / массовая концентрация
= 4,24 г/л.
Молекулы пальмитиновой кислоты:
- Молекулы в 1 г = 1 / 256 × 6,022 × 10^23
= 2,35 × 10^21 молекул/г.
Площадь, покрытая 1 г пальмитиновой кислоты:
Площадь = масса × (количество молекул × площадь поперечного сечения)
= 1 × 2,35 × 10^21 × 2,1 × 10^(-19)
= 4,94 м²/г.
Объем раствора для покрытия 1,5 м²:
Объем = Площадь / (массовая концентрация × площадь покрытия)
= 1,5 м² / 4,94 м²/г
= 0,304 л.
Ответ:
Объем бензольного раствора с массовой концентрацией 4,24 г/л, необходимый для покрытия 1,5 м² водной поверхности, составляет примерно 0,304 литра.