فيديو السؤال: حساب ذوبانية الجلوكوز من البيانات التجريبية الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

حضر طالب محلولًا مشبعًا من الجلوكوز في الماء عند 20 درجة سلزية. جفف الطالب المحلول بعد ذلك لإزالة المذيب والحصول على المادة الصلبة. باستخدام البيانات التجريبية في الجدول الموضح، ما ذوبانية الجلوكوز عند 20 درجة سلزية؟ أوجد الإجابة في صورة عدد صحيح. كتلة طبق التبخير تساوي 43.56 جرامًا. كتلة طبق التبخير زائد المحلول المشبع تساوي 56.33 جرامًا. وكتلة طبق التبخير زائد المادة الصلبة (الجلوكوز) تساوي 49.61 جرامًا.

نحن نستخدم البيانات المقدمة لتحديد ذوبانية الجلوكوز. ويمكن تعريف الذوبانية بأنها أقصى كمية مذاب يمكن أن تذوب في كمية معينة من المذيب عند درجة حرارة معينة. وعادة ما يعبر عن الذوبانية بأنها كمية المذاب بالجرامات التي يمكن أن تذوب في كل 100 جرام من الماء عند درجة حرارة معينة. لحساب الذوبانية، حضر الطالب محلولًا مشبعًا، وهو عبارة عن محلول يحتوي على أقصى كمية من المذاب يمكن إذابتها في مذيب عند درجة حرارة معينة. بعبارة أخرى، عندما يكون المحلول مشبعًا، يكون قد وصل إلى حد الذوبانية. وعند درجة الحرارة هذه، لا يمكن إذابة أي كمية إضافية من المذاب في المذيب. ويمكننا حساب ذوبانية مركب الجلوكوز الموجود لدينا باستخدام البيانات التي حصلنا عليها من المحلول المشبع المحضر.

المذاب في هذا السؤال هو الجلوكوز. والمذيب الذي يذوب فيه الجلوكوز هو الماء. ودرجة الحرارة المعطاة هي 20 درجة سلزية. لنلق نظرة على البيانات. معلوم لدينا كتلة طبق التبخير وحده. حضر الطالب المحلول المشبع في طبق التبخير، ونعرف مجموع كتلتيهما أيضًا، ثم جفف المحلول لإزالة المذيب على الأرجح عن طريق التسخين، تاركًا المادة الصلبة المتبقية، وهي الجلوكوز في طبق التبخير. نعرف أيضًا كتلة طبق التبخير والجلوكوز معًا. ويمكننا استخدام هذه الكتل الثلاث لإيجاد كتلة المذاب فقط وإيجاد كتلة المذيب فقط، مما سيمكننا من حساب الذوبانية.

دعونا أولًا نوجد كتلة المذاب. لإيجاد كتلة الجلوكوز المذاب فقط، يمكننا أخذ كتلة طبق التبخير والجلوكوز الصلب وطرح كتلة طبق التبخير فقط، وهو ما سيعطينا كتلة الجلوكوز الصلب وحده. إذن كتلة الجلوكوز تساوي 49.61 جرامًا ناقص 43.56 جرامًا، وهو ما يساوي 6.05 جرامات. والآن بعد أن أوجدنا كتلة المذاب وحده، دعونا نوجد كتلة المذيب. يمكننا إيجاد كتلة الماء المذيب عن طريق أخذ كتلة طبق التبخير زائد المحلول المشبع، وهو ما يحتوي على كل من الجلوكوز المذاب والماء، وطرح كتلة طبق التبخير زائد الجلوكوز الصلب. وهذا سيعطينا كتلة المذيب، ومن ثم فإن كتلة المذيب تساوي 56.33 جرامًا ناقص 49.61 جرامًا، وهو ما يساوي 6.72 جرامات.

لنأخذ الآن كتلة المذاب وكتلة المذيب لإيجاد الذوبانية. توضح لنا البيانات التجريبية أنه يمكن إذابة 6.05 جرامات من الجلوكوز في 6.72 جرامات من الماء عند 20 درجة سلزية. لكن هذه ليست الإجابة النهائية؛ لأن الذوبانية يعبر عنها بوجه عام بوحدة الجرام من المذاب لكل 100 جرام من الماء. من خلال كتابة علاقة تناسب بالاستعانة بالبيانات التجريبية لدينا، وهي 6.05 جرامات من الجلوكوز المذاب لكل 6.72 جرامات من الماء، يمكننا إيجاد كمية الجلوكوز المذاب بالجرام لكل 100 جرام من الماء. وباستخدام هذا التناسب، يمكننا إجراء الضرب التبادلي لمساعدتنا في إيجاد قيمة ‪𝑥‬‏.

لنبدأ بضرب 6.05 في 100. في الوقت الحالي، سنتجاهل وحدات هذه القياسات. النتيجة هي 605. بعد ذلك، نضرب ‪𝑥‬‏ في 6.72، وهو ما يعطينا 6.72𝑥. والمعادلة الناتجة هي 605 يساوي 6.72𝑥. لعزل ‪𝑥‬‏ في طرف بمفرده، يمكننا قسمة طرفي المعادلة على 6.72. عندما نقسم كلا الطرفين على 6.72، نحصل على ‪𝑥‬‏ يساوي 90.0298. والآن، علينا تقريب الإجابة لأقرب عدد صحيح. هذا يعطينا ‪𝑥‬‏ يساوي 90. وبما أن ‪𝑥‬‏ هي كتلة الجلوكوز، أي المذاب، فقد وجدنا من البيانات التجريبية أن ذوبانية الجلوكوز عند 20 درجة سلزية مقربة لعدد صحيح تساوي 90 جرامًا لكل 100 جرام من الماء.