дано:
- количество спирта = 0,3 моль
- объем газа (водорода) при взаимодействии с натрием = 6,72 дм³ = 0,00672 м³
- масса спирта при сгорании = 19,0 г
- объем газа (углекислого газа) при сгорании = 16,8 дм³ = 0,0168 м³
найти:
- возможную структурную формулу спирта и формулу его ближайшего гомолога
решение:
1. Определим количество молей водорода, образующегося при реакции спирта с натрием. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л (или 0,0224 м³). Поэтому:
n(H2) = V(H2) / V(1 моль) = 6,72 дм³ / 22,4 дм³ ≈ 0,3 моль.
2. Из уравнения реакции спирта с натрием видно, что на 1 моль спирта образуется 1 моль водорода:
R + Na → RNa + 0,5 H2.
Следовательно, 0,3 моль спирта реагируют с натрием, что подтверждает, что спирт – это одноатомный спирт.
3. Учитывая, что 0,3 моль спирта приводят к образованию 0,3 моль водорода, можем предположить, что спирт содержит 3 атома углерода, так как из молекулы алканов CnH2n+1OH, где n = 3, получится C3H7OH (пропанол).
4. Теперь проверьте реакцию сгорания:
C3H7OH + O2 → CO2 + H2O.
Для расчета количества образовавшегося углекислого газа в реакции сгорания, сначала найдём количество молей спирта:
M(C3H8O) = 3*12 + 8*1 + 16 = 60 г/моль.
n(spirt) = 19 г / 60 г/моль ≈ 0,317 моль.
5. В уравнении сгорания для каждую моль спирта образуется 3 моля углекислого газа:
C3H8O + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O.
Тогда:
n(CO2) = 3 * n(spirt) = 3 * 0,317 ≈ 0,951 моль.
И объем углекислого газа:
V(CO2) = n(CO2) * 22,4 = 0,951 * 22,4 ≈ 21,3 дм³.
Мы видим, что фактически получено 16,8 дм³ CO2, что может указывать на то, что спирт - это не С3. Возможно, это С2 или С4.
6. На основе этих данных можно предположить, что спирт - это пропанол (C3H8O), а ближайший гомолог - бутанол (C4H10O).
ответ:
Возможная структурная формула спирта: CH3-CH2-CH2-OH (пропанол); ближайший гомолог: CH3-CH2-CH2-CH2-OH (бутанол).