Для решения задачи сначала определим количество моль мальтозы, а затем определим, сколько медного(I) оксида (Cu2O) образуется.
- Количество моль мальтозы: Мальтоза состоит из двух молекул глюкозы. Объем раствора мальтозы – 100 мл (0,1 л), а ее концентрация – 0,5 М. \[ n(\text{мальтоза}) = C \times V = 0,5 \, \text{моль/л} \times 0,1 \, \text{л} = 0,05 \, \text{моль} \]
Поскольку мальтоза состоит из двух глюкоз, количество моль глюкозы: \[ n(\text{глюкоза}) = 2 \times n(\text{мальтоза}) = 2 \times 0,05 \, \text{моль} = 0,1 \, \text{моль} \]
- Качественная реакция Троммера (глюкоза восстанавливает Cu(II) до Cu(I)): Уравнение реакции: \[ \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 2 \text{Cu}^{2+} + 2 \text{OH}^- \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_7 + 2 \text{Cu}_2\text{O} + 2 \text{H}_2\text{O} \]
Каждая молекула глюкозы восстанавливает 2 моль Cu²⁺ до Cu2O.
- Количество моль меди(II) сульфата (CuSO₄): Объем раствора 50 мл (0,05 л), а его концентрация – 0,2 М. \[ n(\text{CuSO4}) = C \times V = 0,2 \, \text{моль/л} \times 0,05 \, \text{л} = 0,01 \, \text{моль} \]
Каждая моль CuSO₄ содержит 1 моль Cu²⁺, значит, количество Cu²⁺: \[ n(\text{Cu}^{2+}) = 0,01 \, \text{моль} \]
- Определение, что лимитирует реакцию: Количество глюкозы, которое может восстановить Cu²⁺: \[ 0,1 \, \text{моль глюкозы} \rightarrow 0,2 \, \text{моль Cu}^{2+} \] Поскольку у нас только 0,01 моль Cu²⁺, реакцию будет ограничивать именно Cu²⁺.
Количество Cu₂O, которое может образоваться: \[ n(\text{Cu}_{2}\text{O}) = \frac{1}{2} n(\text{Cu}^{2+}) = \frac{1}{2} \times 0,01 \, \text{моль} = 0,005 \, \text{моль} \]
- Перевод в миллимоли: \[ n(\text{Cu}_2\text{O}) = 0,005 \, \text{моль} \times 1000 = 5 \, \text{ммоль} \]
Таким образом, количество Cu₂O, образующегося в процессе реакции, составляет 5,00 ммоль.