дано:
масса спирта = 300 г
объем газа (алкена) = 67,2 дм3
выход алкена = 74 %
выход многоатомного спирта = 70 %
найти:
массу полученного многоатомного спирта.
решение:
1. Определим количество молей алкена, образовавшегося в результате дегидратации спирта.
В нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 дм3.
n(алкен) = V(алкен) / V(mол) = 67,2 дм3 / 22,4 дм3/моль = 3 моль.
2. Так как выход алкена составил 74 %, то теоретическое количество молей алкена будет:
n(алкен, теоретическое) = n(алкен) / (выход) = 3 моль / 0,74 ≈ 4,05 моль.
3. При дегидратации спирта образуется 1 моль алкена из 1 моль спирта, следовательно, количество молей спирта равно 4,05 моль.
4. Найдем молярную массу спирта:
M(spirt) = m(spirt) / n(spirt) = 300 г / 4,05 моль ≈ 74,07 г/моль.
5. Спирты имеют общую формулу CnH2n+1OH. Используя уравнение для молярной массы спирта:
M(spirt) = 14n + 16.
Подставим найденное значение молярной массы:
74,07 ≈ 14n + 16.
58,07 ≈ 14n
n ≈ 4,14.
Округляя, получаем n = 4.
Формула спирта — C4H10O (бутанол).
6. Теперь при обработке алкена с раствором перманганата калия получается многоатомный спирт. Для бутена (C4H8), реакция с перманганатом калия может привести к образованию 1,2-бутандиола.
Уравнение реакции:
C4H8 + [O] → C4H10O2 (1,2-бутандиол).
7. Найдем количество молей многоатомного спирта.
После реакции с перманганатом калия сохраняем 70 % выход:
n(многоатомный спирт, теоретическое) = n(алкен) * (выход) = 3 моль * 0,70 = 2,1 моль.
8. Молярная масса многоатомного спирта (1,2-бутандиол) составит:
M(многоатомный спирт) = 62 г/моль (C4H10O2).
9. Определяем массу полученного многоатомного спирта:
m(многоатомный спирт) = n(многоатомный спирт) * M(многоатомный спирт) = 2,1 моль * 62 г/моль = 130,2 г.
ответ:
Масса полученного многоатомного спирта составляет 130,2 г.
уравнения реакций:
1) C4H10O (бутанол) → C4H8 (алкен) + H2O
2) C4H8 + [O] → C4H10O2 (1,2-бутандиол)