Площадь поперечного сечения молекулы пальмитиновой кислоты S = 2,1 * 10-19 м2. Вычислите ее предельную адсорбцию на границе бензольный раствор — воздух. Какой объем такого раствора с массовой концентрацией 4,24 г/л требуется для покрытия монослоем 1,5 м2 водной поверхности (после испарения бензола)?
от

1 Ответ

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.
от