Как решить задачу по химии, 10 класс : Вычислите объем водорода (см)?

Чтобы вычислить объем водорода, необходимого для гидрирования жира массой 8,7516 кг, в молекулах которого содержатся остатки пальмитиновой и олеиновой кислот, выполним следующие шаги.

Шаг 1: Определение состава жира

Пальмитиновая кислота (C16H32O2) – это насыщенная жирная кислота, а олеиновая кислота (C18H34O2) – ненасыщенная. В условии задачи указано, что в каждом молекуле жира есть один остаток пальмитиновой кислоты и два остатка олеиновой кислоты.

Таким образом, можно выразить общий состав жира:

M = 1 × (C16H32O2) + 2 × (C18H34O2)

Шаг 2: Вычисление молекулярной массы жира

Сначала вычислим молекулярные массы:

- Молекулярная масса пальмитиновой кислоты (C16H32O2):
  - C (углерод) = 12 г/моль
  - H (водород) = 1 г/моль
  - O (кислород) = 16 г/моль
  Считаем: 
  M(palm) = 16  12 + 32  1 + 2  16 = 256 + 32 + 32 = 320 г/моль.

- Молекулярная масса олеиновой кислоты (C18H34O2):
  Считаем:
  M(ole) = 18  12 + 34  1 + 2  16 = 216 + 34 + 32 = 282 г/моль.

Теперь можем найти молекулярную массу всего жира:

M(total fat) = M(palm) + 2  M(ole) = 320 + 2  282 = 320 + 564 = 884 г/моль.

Шаг 3: Определить количество моль жира

Теперь используем массу жира для вычисления количества моль:

n(total fat) = масса жира / молекулярная масса жира.

n(total fat) = 8751,6 г / 884 г/моль ≈ 9,9 моль.

Шаг 4: Определение количества водорода для гидрирования

При гидрировании 1 моль олеиновой кислоты (которая содержит одну двойную связь) будет требоваться 1 моль водорода, а каждое остаток олеиновой кислоты (их два) требует 1 моль водорода, для пальмитиновой кислоты водорода не требуется, поскольку она насыщенная. 

Таким образом, количество водорода, необходимое для гидрирования, будет:

n(H2) = 2  n(total fat).

n(H2) = 2  9,9 моль ≈ 19,8 моль.

Шаг 5: Вычисление объема водорода

Используем уравнение состояния идеального газа при нормальных условиях (н.у.):

V = n  R  T / P,

где R = 0,0821 л·атм/(моль·К), T = 273,15 К, P = 1 атм.

Подставляем значения:

V = n(H2)  0,0821  273,15 / 1.
V ≈ 19,8  0,0821  273,15 ≈ 443,5 л.

Итог

Таким образом, объем водорода, необходимого для гидрирования 8,7516 кг жира, составляет примерно 443,5 л или 443500 см³. 

Если вам что-то будет неясно, задавайте вопросы!