Для решения этой задачи нужно выполнить несколько шагов, чтобы найти массовую долю, молярную долю, молярную концентрацию и молярность глюкозы в растворе.
1. Массовая доля глюкозы
Массовая доля вещества в растворе ((w)) определяется как отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора:
[ w = \frac{m{\text{глюкозы}}}{m{\text{раствора}}} ]
где:
- (m_{\text{глюкозы}} = 18 \, \text{г})
- (m_{\text{вода}} = 182 \, \text{г})
- (m{\text{раствора}} = m{\text{глюкозы}} + m_{\text{вода}} = 18 \, \text{г} + 182 \, \text{г} = 200 \, \text{г})
Подставим значения:
[ w = \frac{18}{200} = 0.09 ]
Таким образом, массовая доля глюкозы составляет 0.09 или 9%.
2. Молярная доля глюкозы
Молярная доля ((X)) определяется как отношение количества молей вещества к общему количеству молей всех компонентов в растворе. Сначала находим количество молей глюкозы и воды:
- Молярная масса глюкозы (M_{\text{глюкозы}} = 180 \, \text{г/моль})
- Количество молей глюкозы (n_{\text{глюкозы}} = \frac{18}{180} = 0.1 \, \text{моль})
Молярная масса воды (M_{\text{H}_2\text{O}} = 18 \, \text{г/моль})
- Количество молей воды (n_{\text{вода}} = \frac{182}{18} \approx 10.11 \, \text{моль})
Общее количество молей в растворе:
[ n{\text{общ}} = n{\text{глюкозы}} + n_{\text{вода}} = 0.1 + 10.11 = 10.21 \, \text{моль} ]
Молярная доля глюкозы:
[ X{\text{глюкозы}} = \frac{n{\text{глюкозы}}}{n_{\text{общ}}} = \frac{0.1}{10.21} \approx 0.0098 ]
3. Молярная концентрация (молярность) глюкозы
Молярная концентрация (молярность) ((C)) — это количество молей вещества в 1 литре раствора. Для этого нужно знать объем раствора. Используем плотность для нахождения объема:
Плотность раствора (\rho = 1.04 \, \text{г/мл})
Объем раствора:
[ V = \frac{m_{\text{раствора}}}{\rho} = \frac{200 \, \text{г}}{1.04 \, \text{г/мл}} \approx 192.31 \, \text{мл} = 0.19231 \, \text{л} ]
Молярная концентрация:
[ C = \frac{n_{\text{глюкозы}}}{V} = \frac{0.1}{0.19231} \approx 0.52 \, \text{моль/л} ]
Результаты:
- Массовая доля глюкозы: 9%
- Молярная доля глюкозы: 0.0098
- Молярная концентрация (молярность) глюкозы: 0.52 моль/л
Эти расчеты дают полное представление о концентрации глюкозы в данном растворе.