Question

ХЛОРОФИЛЛ - ЗЕЛЕНЫЙ ПИГМЕНТ РАСТЕНИЙ, УЧАСТВУЮЩИЙ В ПРОЦЕССЕ ФОТОСИНТЕЗА - ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ СЛОЖНОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ С МОЛЯРНОЙ массой 892 г/моль. В состав хлорофилла входит (по массе): Mg - 2,69%, C - 73,99%, O - 8,97%, N - 6,27%, остальное - водород. 1. Рассчитайте, сколько атомов магния содержится в одной молекуле хлорофилла.2. Выведите простейшую формулу хлорофилла.3. Твердый остаток, полученный при сжигании 100 г хлорофилла, растворили в 200 г 10%-ой соляной кислоты. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе

Answer 1

Принимаем, то вещества было 100 г, следовательно массы каждого  из элементов будут составлять:

m(Mg)=2.69 г

m(C)=73.99 г

m(O)=8.97г

m(N)=6.27 г

m(H)=100г -2.69г-73.99г-8,97г-6.27г=8.08 г

Теперь рассчитываем кол-во моль каждого элемента по формуле n=m/M (m- молярная масса)

n(Mg)=2.69г/(24г/моль)=0.112моль

n(C)=73.99г/(12г/моль)=6.171

n(O)=8.97г/(16г/моль)=0.561 моль

n(N)=6.27/(14г/моль)=0.448 моль

n(H)=8.08г/(1 г/моль)=8.080 моль.

Тепрь находим соотношение Mg:C:O:N:H

Для этого количество моль каждгого из элементов делим на наименьшее полчученное количество моль (0.112).

Mg:C:O:N:H=1:55:5:4:72

#2Получаем простейшую формулу C55H72N4O5Mg. Которая и отвечает молекулярной формуле хлорофилла, поскольку:

M(C55H72N4O5Mg)=12*55+72+14*4+16*5+24=892 г/моль.

Записываем уравнение горения:

C55H72N4O5Mg + 71 O2 = 55 CO2 + 2 N2 + 36 H2O + MgO

Твердый остаток, это оксид магния.

n(C55H72N4O5Mg)=100г/(892г/моль)=0.112 моль.

По уравнению n(С55H72N4O5Mg)=n(MgO)=0.112 моль.

Записываем второе уравнение:

MgO+HCl=MgCl2 + H2O

Находим кол-во моль соляной кислоты:

n(HCl)=m(р-ра)*w(HCl)/M(HCl)=200г*0.1/(36.5г/моль)=0.548 моль.

Поскольку (из второго химического уравнения это видно), что MgO и HCl реагируют 1:1 и кол-во моль взятой HCl превышает кол-во моль MgO, мы заключаем, что HCl в избытке.

Таким образом, n(MgCl2)=n(MgO)=0.112 моль (считаем по недостатку).

n(HClизбыток)=0.548-0.112=0.436моль. В растворе остаются MgCl2 и HCl. Вычисляем их массовые доли.

m(р-ра)=m(р-ра HCl)+m(MgO)=200г +0.112моль*40=204.48 г

m(MgCl2)=0.112моль*95г/моль=10.64 г

m(HCl)=0.436 моль*36.5 г/моль=15.91 г

w(MgCl2)=10.64г/204.48г= 0.052 или 5,2%

w(HCl)=15.91г/204,48=0.078 или 7.8 %

Ответ: 5,2% MgCl2 и 7,8% HCl.

Удачи!

Answer 2

Для решения задачи, давайте последовательно выполним каждый шаг.

1. Рассчитаем количество атомов магния в одной молекуле хлорофилла. Массовая доля магния в хлорофилле составляет 2,69%. Для удобства расчетов предположим, что у нас имеется 100 г хлорофилла.

Масса магния = 2,69% х 100 г = 2,69 г.

Теперь используем молярную массу магния, чтобы перейти от массы к количеству молекул:

Молярная масса магния = 24,305 г/моль.

Количество молекул магния = Масса магния / Молярная масса магния Количество молекул магния = 2,69 г / 24,305 г/моль ≈ 0,1106 моль.

Так как в одной молекуле хлорофилла содержится один атом магния, количество атомов магния в одной молекуле хлорофилла ≈ 0,1106 моль.

2. Выведем простейшую формулу хлорофилла. Для этого найдем количество атомов каждого элемента в одной молекуле хлорофилла, используя их массовые доли.

Массовая доля углерода (C) = 73,99% = 73,99 г. Массовая доля водорода (H) = 100% - (2,69% + 73,99% + 8,97% + 6,27%) ≈ 8,08 г. Массовая доля кислорода (O) = 8,97% ≈ 8,97 г. Массовая доля азота (N) = 6,27% ≈ 6,27 г.

Теперь найдем количество молей каждого элемента:

Количество молей C = 73,99 г / 12,011 г/моль ≈ 6,159 моль. Количество молей H = 8,08 г / 1,008 г/моль ≈ 8,016 моль. Количество молей O = 8,97 г / 16,00 г/моль ≈ 0,561 моль. Количество молей N = 6,27 г / 14,01 г/моль ≈ 0,447 моль.

Теперь поделим все количество молей на наименьшее значение, чтобы получить относительные пропорции элементов в молекуле:

C ≈ 6,159 моль / 0,447 моль ≈ 13,77 (округляем до ближайшего целого числа) H ≈ 8,016 моль / 0,447 моль ≈ 17,92 (округляем до ближайшего целого числа) O ≈ 0,561 моль / 0,447 моль ≈ 1,25 (округляем до ближайшего целого числа) N ≈ 0,447 моль / 0,447 моль = 1

Теперь полученные числа указывают на соотношение атомов элементов в молекуле хлорофилла. Таким образом, простейшая формула хлорофилла будет: C14H18O6N.

3. Рассчитаем массовые доли веществ в полученном растворе. Мы знаем, что при сжигании 100 г хлорофилла образуется остаток, который мы растворили в 200 г 10%-ой соляной кислоты.

Масса остатка = Масса хлорофилла - Масса магния Масса остатка = 100 г - 2,69 г ≈ 97,31 г.

Теперь рассчитаем количество веществ в растворе:

1. Количество хлорофилла = 100 г / 892 г/моль ≈ 0,1122 моль.
2. Количество воды в хлорофилле = Количество хлорофилла * количество атомов кислорода в молекуле хлорофилла = 0,1122 моль * 6 = 0,6732 моль.
3. Количество магния = 0,1106 моль (рассчитано в первой части).
4. Количество углерода = Количество хлорофилла * количество атомов углерода в молекуле хлорофилла = 0,1122 моль * 14 = 1,569 моль.
5. Количество водорода = Количество хлорофилла * количество атомов водорода в молекуле хлорофилла = 0,1122 моль * 18 = 2,0196 моль.
6. Количество азота = Количество хлорофилла * количество атомов азота в молекуле хлорофилла = 0,1122 моль * 1 = 0,1122 моль.

Теперь рассчитаем массы каждого вещества:

1. Масса воды = Количество воды * молярная масса воды ≈ 0,6732 моль * 18,015 г/моль ≈ 12,1217 г.
2. Масса магния = Количество магния * молярная масса магния ≈ 0,1106 моль * 24,305 г/моль ≈ 2,6896 г.
3. Масса углерода = Количество углерода * молярная масса уг