На рисунке представлено изображение молекулы кофеина. Белыми шариками обозначены атомы водорода, чёрными — углерода, синими — азота, красными — кислорода. Какое количество вещества электронов содержится в 10 г кофеина? Ответ выразите в молях, округлите до десятых.
Чтобы рассчитать количество вещества электронов в 10 г кофеина, сначала нужно определить молекулярную массу кофеина и количество молей кофеина в 10 г.
Кофеин имеет химическую формулу C8H10N4O2. Теперь рассчитаем молекулярную массу:
- Углерод (C): 8 атомов × 12 г/моль = 96 г/моль
- Водород (H): 10 атомов × 1 г/моль = 10 г/моль
- Азот (N): 4 атома × 14 г/моль = 56 г/моль
- Кислород (O): 2 атома × 16 г/моль = 32 г/моль
Теперь суммируем:
Молярная масса кофеина = 96 + 10 + 56 + 32 = 194 г/моль
Теперь найдем количество молей кофеина в 10 г:
Количество молей = масса / молярная масса = 10 г / 194 г/моль ≈ 0.0515 моль
Кофеин содержит:
- 8 углерода (C)
- 10 водорода (H)
- 4 азота (N)
- 2 кислорода (O)
Общее количество атомов в одной молекуле кофеина:
8 (C) + 10 (H) + 4 (N) + 2 (O) = 24 атома
Каждый атом содержит примерно 1 электрон (за исключением ядерных зарядов, но для упрощения принимаем, что каждый атом имеет равное количество электронов):
Общее количество электрона в одной молекуле кофеина = 24 электрона.
Теперь можем посчитать общее количество электронов в 0.0515 моль кофеина:
Количество электронов = количество молей × число Авогадро (6.022 × 10²³)
Количество молекул = 0.0515 моль × 6.022 × 10²³ ≈ 3.098 × 10²² молекул
Общее количество электронов = 3.098 × 10²² молекул × 24 электрона/молекулу ≈ 7.435 × 10²³ электрона.
Таким образом, количество вещества электронов, содержащихся в 10 г кофеина, равно примерно:
7.4 × 10²³ электронов.
Если вам нужно выразить результат в молях электронов, то:
Количество молей электронов = 7.435 × 10²³ / 6.022 × 10²³ ≈ 1.23 моль.
Ответ: 1.2 моль (округлено до десятых).
