Сколько граммов глюкозы С6Н12О6 нужно растворить в 2 литрах воды, чтобы полученный раствор имел такое же осмотическое

Yaroslav

50

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать формулу для вычисления осмотического давления разбавленного раствора, а также учитывать плотность раствора. Давайте начнем:

Шаг 1: Найдем молярную массу глюкозы (C6H12O6) с помощью периодической системы элементов. Молярная масса углеводов вычисляется путем сложения атомных масс всех элементов, составляющих формулу.

Молекула глюкозы содержит 6 атомов углерода (C) с атомной массой 12.01 г/моль, 12 атомов водорода (H) с атомной массой 1.01 г/моль и 6 атомов кислорода (O) с атомной массой 16.00 г/моль.

Молярная масса глюкозы (C6H12O6) = (6 * 12.01) + (12 * 1.01) + (6 * 16.00) = 180.18 г/моль

Шаг 2: Найдем массу глюкозы, необходимую для получения раствора с таким же осмотическим давлением, как плазма.

Для раствора глюкозы осмотическое давление (π) вычисляется по следующей формуле:

π = i * n * R * T

где:
i - молярность раствора (количество частиц, образующихся при диссоциации глюкозы; для глюкозы i = 1)
n - концентрация раствора в молях/литры
R - универсальная газовая постоянная (0.0821 атм * л / г * К)
T - температура в Кельвинах (37 °C = 37 + 273.15 = 310.15 К)

Для нашего случая π = 7.65 атм

Шаг 3: Рассчитаем молярность (n) раствора, используя следующую формулу:

n = m/M/V

где:
m - масса растворенного вещества (глюкозы) в граммах
M - молярная масса растворенного вещества (глюкозы) в г/моль
V - объем раствора в литрах (2 литра)

Шаг 4: Проведем расчеты для плотности раствора.

Объем раствора можно найти, зная плотность раствора и массу раствора:

V = m/ρ

где:
m - масса раствора в граммах (неизвестная величина)
ρ - плотность раствора в г/мл (1.05 г/мл)

Мы знаем, что 1 мл = 0.001 литра.

Шаг 5: Подставим полученные значения и решим уравнение.

Для удобства, давайте разделим расчеты на две части: вычисление мольной массы глюкозы (C6H12O6) и вычисление молей глюкозы, необходимых для растворения в 2 литрах воды.

Часть 1: Вычисление мольной массы глюкозы:
Молярная масса глюкозы (C6H12O6) = 180.18 г/моль

Часть 2: Вычисление молей глюкозы:
V = m/ρ
2 литра = m/(1.05 г/мл)
m = 2 литра * 1.05 г/мл = 2.1 г
n = m/M/V
n = 2.1 г / 180.18 г/моль / 2 литра = 0.005833 моль/л

Подставим полученные значения в формулу для осмотического давления:

π = i * n * R * T
7.65 атм = 1 * 0.005833 моль/л * 0.0821 атм * л / г * К * 310.15 К

Теперь решим уравнение относительно массы глюкозы (m):

m = (π * V) / (i * R * T)
m = (7.65 атм * 2 литра) / (1 * 0.0821 атм * л / г * К * 310.15 К)
m ≈ 19.57 г

Таким образом, чтобы получить раствор с таким же осмотическим давлением, как плазма при 37 °C, необходимо растворить приблизительно 19.57 глюкозы (C6H12O6) в 2 литрах воды.