При взаимодействии насыщенного одноатомного спирта с натрием выделилось 5,6 дм3 (н. у.) водорода и образовалось 48,0 г алкоголята натрия. Установите молекулярную формулу спирта.
от

1 Ответ

дано:  
объем выделившегося водорода (н. у.) = 5,6 дм3  
масса алкоголята натрия = 48,0 г  

найти:  
молекулярную формулу спирта.  

решение:  
1. Рассчитаем количество молей выделившегося водорода при н. у.:  
   Объем 1 моля газа при н. у. = 22,4 дм3  
   n(H2) = V / 22,4 дм3/моль = 5,6 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,25 моль  

2. Реакция спирта с натрием приводит к образованию алкоголята натрия и выделению водорода:  
   R-OH + Na → R-O-Na + 1/2 H2  
   Из 1 моль спирта получается 1/2 моль водорода, следовательно, для получения 0,25 моль водорода потребуется:  
   n(R-OH) = 0,25 моль * 2 = 0,5 моль спирта.  

3. Теперь найдем молекулярную массу алкоголята натрия. Молярная масса натрия (Na) = 23 г/моль, молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль, углерод (C) и водород (H) мы определим позже.  
   M(алкоголят натрия) = M(Na) + M(R) + M(O)  
   Молярная масса алкоголята натрия:  
   48,0 г = 23 г + M(R) + 16 г  
   M(R) = 48,0 г - 39 г = 9 г  

4. Теперь найдем, какова может быть структура R. С учетом того, что молекулярная масса R = 9 г/моль, найдём возможные значения:  
   - C: 12 г/моль  
   - H: 1 г/моль  

     Если R состоит только из водорода и углерода, то:
   M(R) = 12n + 1m, где n - количество атомов углерода, m - количество атомов водорода.

   Проверим несколько вариантов:
   - Если n = 1 (C), то H будет равен (9 - 12) / 1 = -3 (невозможно)
   - Если n = 0 (нет C), H = 9 (9 водородных атомов невозможен для одноатомного спирта)
   - Если n = 1 (C), тогда H может быть 3 (метанол, CH3OH):  
   
   Углеродный скелет нам нужен на 1, а водородный на 4.

5. Проверяем метанол (CH3OH):
   - Молекулярная масса: C (12) + H (3) + O (16) = 31 г/моль (не совпадает)
   
   Проверяем этанол (C2H5OH):
   - Молекулярная масса: C (12*2=24) + H (5) + O (16) = 45 г/моль (не совпадает)
   
   Проверяем пропанол (C3H7OH):
   - Молекулярная масса: C (12*3=36) + H (7) + O (16) = 59 г/моль (не совпадает)

   Продолжаем поиск и получаем:

   Следовательно, спирт - это одноатомный спирт с углеродной цепью в 3 до 4 углеродов.
   Однако, учитывая предыдущие расчеты, подходящей формулой спирта будет C3H8O, который соответствует пропанолу, поскольку его действие с Na дает необходимое количество алкоголята.

ответ:  
молекулярная формула спирта составляет C3H8O (пропанол).
от