дано:
- масса раствора фенола в этаноле: m = 19,34 г
- масса осадка (2-бромфенола), полученного при реакции с бромной водой: m(осадок) = 3,31 г
- молярная масса фенола (C6H5OH): M(C6H5OH) ≈ 94 г/моль
- молярная масса 2-бромфенола: M(C6H4BrOH) ≈ 197 г/моль
найти:
объем углекислого газа (CO2), выделившегося при полном сжигании второй части раствора
решение:
1. Определим количество вещества 2-бромфенола, образовавшегося в первой части раствора:
n(осадок) = m(осадок) / M(C6H4BrOH) = 3,31 г / 197 г/моль ≈ 0,0168 молей
2. По уравнению реакции между фенолом и бромом видно, что на 1 моль фенола получается 1 моль 2-бромфенола:
C6H5OH + Br2 → C6H4BrOH + HBr
Следовательно, количество вещества фенола в первой части раствора равно количеству вещества 2-бромфенола:
n(C6H5OH) = n(осадок) ≈ 0,0168 молей
3. Теперь определим массу фенола, содержащегося в первой части раствора:
m(C6H5OH) = n(C6H5OH) * M(C6H5OH) = 0,0168 молей * 94 г/моль ≈ 1,58 г
4. Вторая часть раствора содержит ту же массу раствора, то есть 19,34 г / 2 = 9,67 г. Теперь найдем массу второй части растворенного фенола. Она равна:
m(вторая часть) = 9,67 г - m(C6H5OH) ≈ 9,67 г - 1,58 г ≈ 8,09 г
5. Поскольку вторая часть раствора состоит из фенола (который не прореагировал) и этанола, для дальнейших расчетов нам нужно знать, сколько фенола осталось во второй части. Мы уже знаем, что 1 моль фенола дает 6 моль CO2 при полном сжигании.
6. Рассчитаем количество вещества фенола во второй части раствора:
n(фенол в 2-й части) = m(фенол во второй части) / M(C6H5OH) ≈ 8,09 г / 94 г/моль ≈ 0,086 mol
7. Теперь определим количество углекислого газа, который выделится при сжигании фенола:
По уравнению полного сгорания фенола:
C6H5OH + 7.5 O2 → 6 CO2 + 3 H2O
Количество вещества CO2 будет равно количеству вещества фенола, умноженному на 6:
n(CO2) = 6 * n(фенол в 2-й части) ≈ 6 * 0,086 mol ≈ 0,516 mol
8. Объем углекислого газа при н. у. можно определить по формуле:
V(CO2) = n(CO2) * Vm = 0,516 mol * 22,4 л/моль ≈ 11,55 л
ответ:
Объем углекислого газа, выделившегося при полном сжигании второй части раствора, составляет примерно 11,55 л.