المپیاد شیمی استاد نباتی – پاسخ سوال المپیاد شیمی هند ۲۰۱۸ سوال ۱ پارت ۱ پرابلم ۲

تدریس المپیاد شیمی و شیمی کنکور

استاد شیمی آنلاین (همه شهرها) و حضوری (فقط تهران)

دکتر مهدی نباتی – مدرس شیمی رتبه های برتر ایران

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

سوال المپیاد شیمی هند سال ۲۰۱۸

Problem 2

Part I

۲٫۱٫ When rain falls on soil after a dry period, a sweet earthy smell is produced known as the fragrance of first rain, which can be detected by camels even at a distance of 50 km. This scent has been captured in an increasingly famous scent “mitti ka itir” produced in Kannauj, India. This smell is due to the compounds geosmin (A) and methyl-isoborneol (B) produced by the actinobacteria present in soils.

On combustion, 0.455 g of A yields 1.318 g of carbon dioxide.

Calculate the percentage of carbon in A. Show the calculations involved.

ترجمه سوال المپیاد شیمی هند

موقع بارش باران بعد از یک دوره هوای خشک بر روی خاک، رایحه دلپذیری از برخورد نخستین قطرات باران بر روی خاک به مشام میرسد که حتی در فاصله ۵۰ کیلومتری نیز توسط شترها قابل تشخیص است. این رایحه که قبلا در عطر مشهور “میتیکا ایتیر” در کانوج هندوستان تولید شده است. این رایحه مربوط به ترکیبات ژئوسمین (A) و متیل ایزوبورنئول (B) است که توسط آنتینوباکتری موجود در خاک تولید می شود.

از واکنش سوختن ۰٫۴۵۵ گرم ژئوسمین ۱٫۳۱۸ گرم گاز کربن دی اکسید تولید می شود.

درصدجرمی کربن در ژئوسمین را حساب کنید. تمامی محاسبات را بنویسید.

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ:

نکته بسیار مهم برای حل این سوال:

شاید در لحظه اول فکر کنیم که سوال غیر قابل حله و به خودمون بگیم وقتی فرمول مولکولی ترکیب ژئوسمین رو به ما نداده و یا اصلا نگفته که از چه اتم هایی و چه گروه های عاملی تشکیل شده پس چطور درصد جرمی اتم های کربن را در ساختار آن پیدا کنیم؟؟!!

واقعیت امر این است که با کمی خلاقیت می توان در کمتر از یک دقیقه به چنین سوال به ظاهر وحشتناکی جواب داد!!!

ببینید دوستان عزیز وقتی ترکیب دوم (B) را نگاه کنیم می بینیم که یک ترکیب آلی با گروه عاملی الکلی است. چرا؟؟؟ چون پسوند “اُل” دارد. پس این ترکیب از کربن و هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است. و چون یک “اُل” داریم پس ترکیب دارای یک گروه الکلی است.

حالا از طرفی گفته که هر دو ترکیب A و B توسط یک نوع باکتری تولید شده است! خب پس حتما نوع ترکیبات شبیه به هم است که توسط یک نوع باکتری تولید شده اند.

بنابراین نتیجه می گیریم که ژئوسمین از کربن و هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده و دارای یک گروه عاملی الکلی است.

پس ژئوسمین دارای فرمول C_nH_mO می باشد.

حالا از روی اطلاعات واکنش سوختن ژئوسمین به راحتی می توانیم نسبت تعداد اتم های کربن و هیدروژن را به دست آوریم.

خب از سوختن یک مول C_nH_mO باید n مول کربن دی اکسید تولید شود تا تعداد اتم های کربن موازنه شده باشد. یعنی می خواهم بگم که حتی نیاز نیست که واکنش کامل را بنویسید.

ضریب × جرم مولی ۴۴n	ضریب × جرم مولی ۱۲n + m + 16
n CO2	CnHmO
جرم ۱٫۳۱۸	جرم ۰٫۴۵۵

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

حالا با یه طرفین وسطین کردن ساده رابطه بین تعداد اتمهای هیدروژن و کربن به دست می آید:

n = (m + 16) / 3.19

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

درصد جرمی اتم های کربن در ترکیب ژئوسمین هم برابر است نسبت جرم اتم های کربن به جرم کل ترکیب و صرب کل عبارت در ۱۰۰٫

a_C % = (m_C / m_t) × ۱۰۰

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

خب بر اساس فرمول C_nH_mO جرم اتم های کربن (۱۲n) و جرم کل ترکیب (۱۲n+m+16) را در رابطه قرار می دهیم:

a_C % = (12n / (12n+m+16)) × ۱۰۰

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

حالا با قرار دادن مقدار n در رابطه درصد جرمی، و ساده کردن، به عبارت زیر می رسیم:

a_C % = ((3.76m + 60.19) / (4.76m + 76.19)) × ۱۰۰

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

حالا در این عبارت به دست آمده، برای m هر مقداری که قرار دهیم، درصد جرمی های به دست آمده تفاوت بسیار جزئی با هم داشته و تقریبا برابر با ۷۹ درصد می شود.

بنابراین درصد جرمی اتم های کربن در ساختار ژئوسمین تقریبا برابر با ۷۹ درصد می باشد.

a_C % = 79 %

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی استاد نباتی

با آرزوی موفقیت برای شما دانش آموزان عزیزم

المپیاد شیمی استاد نباتی

دکتر مهدی نباتی

استاد شیمی کنکور و المپیاد ایران

المپیاد شیمی استاد نباتی

المپیاد شیمی استاد نباتی

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور و المپیاد شیمی ایران

المپیاد شیمی استاد نباتی