Номер 727, страница 127 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

727. В медицине раствор пероксида водорода $H_2O_2$ применяется как антисептическое средство. При контакте с повреждённой кожей пероксид водорода способствует сворачиванию крови и создаёт неблагоприятные условия для развития микроорганизмов, поэтому он применяется при обработке ран. В аптеках продаётся раствор пероксида, в 100 г которого содержится 3,00 г $H_2O_2$. Как вы считаете, разбавленным или концентрированным является этот раствор? Рассчитайте, какое число молекул воды в таком растворе приходится на одну молекулу пероксида водорода.

Как вы считаете, разбавленным или концентрированным является этот раствор?

Для того чтобы определить, является ли раствор разбавленным или концентрированным, рассчитаем массовую долю пероксида водорода ($H_2O_2$) в растворе.

Массовая доля вещества в растворе ($ω$) вычисляется по формуле:

$ω(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$

По условию, в 100 г раствора содержится 3,00 г $H_2O_2$.

$ω(H_2O_2) = \frac{3,00~г}{100~г} \cdot 100\% = 3\%$

Трехпроцентный раствор считается сильно разбавленным. Например, концентрированным раствором пероксида водорода (пергидролем) называют раствор с концентрацией 30% и выше. Таким образом, аптечный раствор является разбавленным.

Ответ: Раствор является разбавленным, так как массовая доля пероксида водорода в нем составляет всего 3%.

Рассчитайте, какое число молекул воды в таком растворе приходится на одну молекулу пероксида водорода.

Дано:

Масса раствора, $m(\text{р-ра}) = 100~г$

Масса пероксида водорода, $m(H_2O_2) = 3,00~г$

$m(\text{р-ра}) = 0.1~кг$
$m(H_2O_2) = 0.003~кг$

Найти:

Отношение числа молекул воды к числу молекул пероксида водорода: $\frac{N(H_2O)}{N(H_2O_2)}$

Решение:

1. Найдем массу воды ($H_2O$) в растворе. Масса раствора равна сумме масс растворителя (воды) и растворенного вещества (пероксида водорода).

$m(H_2O) = m(\text{р-ра}) - m(H_2O_2) = 100~г - 3,00~г = 97,0~г$

2. Рассчитаем молярные массы воды ($M(H_2O)$) и пероксида водорода ($M(H_2O_2)$), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(H) \approx 1~г/моль$, $Ar(O) \approx 16~г/моль$.

$M(H_2O) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18~г/моль$

$M(H_2O_2) = 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 34~г/моль$

3. Найдем количество вещества ($n$) для воды и пероксида водорода по формуле $n = \frac{m}{M}$.

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{97,0~г}{18~г/моль} \approx 5,389~моль$

$n(H_2O_2) = \frac{m(H_2O_2)}{M(H_2O_2)} = \frac{3,00~г}{34~г/моль} \approx 0,0882~моль$

4. Отношение числа молекул ($N$) веществ равно отношению их количеств вещества ($n$), так как $N = n \cdot N_A$, где $N_A$ — постоянная Авогадро.

$\frac{N(H_2O)}{N(H_2O_2)} = \frac{n(H_2O)}{n(H_2O_2)} = \frac{5,389~моль}{0,0882~моль} \approx 61,1$

Это означает, что на одну молекулу пероксида водорода приходится примерно 61 молекула воды.

Ответ: На одну молекулу пероксида водорода в данном растворе приходится примерно 61 молекула воды.