дано:
- Объем водорода, полученного в реакции с натрием: V(H2) = 6,72 дм3
- Молярный объем газа при нормальных условиях: V0 = 22,4 дм3/моль
- Объем воды, добавленной ко второй части спирта: V(H2O) = 28,8 см3 = 0,0288 дм3
- Массовая доля спирта в растворе: w(CnH2n+1OH) = 40%
найти:
- молекулярную формулу спирта CnH2n+1OH
решение:
1. Определим количество водорода, которое выделилось в реакции.
Количество моль водорода:
n(H2) = V(H2) / V0 = 6,72 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,3 моль
2. Учитывая, что в реакции с натрием на 1 моль натрия реагирует 1 моль спирта, то мы можем сказать, что первая часть спирта также составила 0,3 моль. Обозначим молекулярную массу спирта как M(CnH2n+1OH).
3. Поскольку порция спирта была разделена пополам, мы имеем:
количество вещества второй части спирта: n(вторая часть) = 0,15 моль (половина от первой части).
4. Рассчитаем массу спирта во второй части. Пусть масса растворенного спирта равна m(spирта). Общая масса раствора можно найти из массовой доли:
w = m(spирта) / (m(spирта) + m(H2O))
где m(H2O) = V(H2O) * ρ(H2O)
Для воды ρ(H2O) = 1 г/см3, следовательно:
m(H2O) = 28,8 см3 * 1 г/см3 = 28,8 г
5. Подставим значения в уравнение:
0,4 = m(spирта) / (m(spирта) + 28,8)
0,4 * (m(spирта) + 28,8) = m(spирта)
0,4 * m(spирта) + 11,52 = m(spирта)
0,6 * m(spирта) = 11,52
m(spирта) = 11,52 / 0,6 = 19,2 г
6. Теперь найдем молярную массу спирта:
M(spирта) = m(spирта) / n(вторая часть) = 19,2 г / 0,15 моль = 128 г/моль
7. Подберем возможные формулы спиртов с молярной массой около 128 г/моль.
Чаще всего встречающиеся одноатомные спирты имеют формулы вида CnH2n+1OH. Попробуем различные значения n:
- Для n=5: C5H12O (C5H12O = 5*12 + 1*1 + 16 = 60)
- Для n=6: C6H14O (C6H14O = 6*12 + 1*1 + 16 = 86)
- Для n=7: C7H16O (C7H16O = 7*12 + 1*1 + 16 = 112)
- Для n=8: C8H18O (C8H18O = 8*12 + 1*1 + 16 = 130)
Молекулярная масса 128 г/моль соответствует спирту с n=8.
ответ:
Молекулярная формула спирта — C8H18O, это октоанол.