جواب با هم بیاندیشیم صفحه 80 شیمی دهم

پاسخ و توضیح تمرین با هم بیندیشیم صفحه 80 شیمی دهم این تمرین یک مسئله‌ی **استوکیومتری** کامل است که نشان می‌دهد چگونه می‌توان با استفاده از **معادله‌ی موازنه شده** (نسبت‌های مولی) و مفاهیم **مول، جرم و حجم گازها در شرایط $\mathbf{STP}$**، مقادیر مواد مصرفی و تولیدی در واکنش‌های شیمیایی (مثل تنفس سلولی) را محاسبه کرد. 🧮 **معادله‌ی موازنه شده (تنفس سلولی):** $$\mathbf{C_6H_{12}O_6(aq) + 6O_2(g) \rightarrow 6CO_2(g) + 6H_2O(l) + \text{انرژی}}$$ --- ## آ) محاسبه‌ی مول اکسیژن مورد نیاز از **نسبت مولی** بین گلوکز ($athbf{C_6H_{12}O_6}$) و اکسیژن ($athbf{O_2}$) در معادله استفاده می‌کنیم. نسبت مولی $\mathbf{\frac{6 \text{ mol } O_2}{1 \text{ mol } C_6H_{12}O_6}}$ است. $$\mathbf{\text{مول } O_2} = 2.5 \text{ mol } C_6H_{12}O_6 \times \frac{6 \text{ mol } O_2}{1 \text{ mol } C_6H_{12}O_6} = \mathbf{15 \text{ mol } O_2}$$ **نتیجه:** برای مصرف $\mathbf{2.5 \text{ مول گلوکز}}$، به $\mathbf{15 \text{ مول اکسیژن}}$ نیاز است. --- ## ب) تبدیل مول اکسیژن به حجم ($athbf{STP}$) در شرایط $\mathbf{STP}$، حجم مولی گازها برابر با $\mathbf{22.4 \text{ L/mol}}$ است. $$\mathbf{\text{حجم } O_2} = 15 \text{ mol } O_2 \times \frac{22.4 \text{ L } O_2}{1 \text{ mol } O_2} = \mathbf{336 \text{ L } O_2}$$ **نتیجه:** $\mathbf{15 \text{ مول اکسیژن}}$ هم ارز با $\mathbf{336 \text{ لیتر}}$ گاز اکسیژن در $\mathbf{STP}$ است. --- ## پ) تبدیل مول اکسیژن به جرم جرم مولی اکسیژن ($athbf{O_2}$) برابر با $\mathbf{2 \times 16 = 32 \text{ g/mol}}$ است. $$\mathbf{\text{جرم } O_2} = 15 \text{ mol } O_2 \times \frac{32 \text{ g } O_2}{1 \text{ mol } O_2} = \mathbf{480 \text{ g } O_2}$$ **نتیجه:** $\mathbf{15 \text{ مول اکسیژن}}$ هم ارز با $\mathbf{480 \text{ گرم}}$ اکسیژن است. --- ## ت) تکمیل روند محاسبه‌ی جرم آب تولید شده این محاسبه برای یافتن جرم $\mathbf{H_2O}$ تولید شده از $\mathbf{2.5 \text{ مول } C_6H_{12}O_6}$ است. در گام اول، از **نسبت مولی** $athbf{\frac{6 \text{ mol } H_2O}{1 \text{ mol } C_6H_{12}O_6}}$ استفاده می‌شود (از معادله‌ی موازنه شده): $$\mathbf{? \text{ g } H_2O = 2.5 \text{ mol } C_6H_{12}O_6 \times \frac{\mathbf{6} \text{ mol } H_2O}{\mathbf{1} \text{ mol } C_6H_{12}O_6} \times \frac{18 \text{ g } H_2O}{1 \text{ mol } H_2O} = 270 \text{ g } H_2O}$$ **جاهای خالی به ترتیب:** $\mathbf{6}$ و $\mathbf{1}$ --- ## ث) محاسبه‌ی حجم گاز حاصل ($athbf{CO_2}$) گاز حاصل از اکسایش کامل، $athbf{\text{کربن دی‌اکسید } (CO_2)}$ است. ابتدا مول $\mathbf{CO_2}$ تولید شده را حساب می‌کنیم: 1. **محاسبه‌ی مول $athbf{CO_2}$:** از نسبت مولی $\mathbf{\frac{6 \text{ mol } CO_2}{1 \text{ mol } C_6H_{12}O_6}}$ استفاده می‌کنیم. $$\mathbf{\text{مول } CO_2} = 2.5 \text{ mol } C_6H_{12}O_6 \times \frac{6 \text{ mol } CO_2}{1 \text{ mol } C_6H_{12}O_6} = \mathbf{15 \text{ mol } CO_2}$$ 2. **محاسبه‌ی حجم $athbf{CO_2}$ در $\mathbf{STP}$:** از حجم مولی $athbf{22.4 \text{ L/mol}}$ استفاده می‌کنیم. $$\mathbf{\text{حجم } CO_2} = 15 \text{ mol } CO_2 \times 22.4 \text{ L/mol} = \mathbf{336 \text{ L}}$$ **نتیجه:** گاز $athbf{CO_2}$ حاصل از اکسایش کامل $athbf{2.5 \text{ مول گلوکز}}$، $\mathbf{336 \text{ لیتر}}$ حجم دارد (که از نظر حجمی برابر با اکسیژن مصرفی است، زیرا نسبت مولی $athbf{1:1}$ است). 💨