Дано:
m(раствора KOH) = 40 г
ω(KOH) = 14%
m(смеси) = 90 г
V(HBr) = 3,36 дм³ = 3,36 * 10^-3 м³
M(KOH) = 56 г/моль
M(HBr) = 81 г/моль
M(C₆H₅OH) = 94 г/моль
M(C₆H₅NH₂) = 93 г/моль
M(C₆H₆) = 78 г/моль
Найти:
m(C₆H₆) - масса бензола
Решение:
Найдем массу гидроксида калия: m(KOH) = m(раствора KOH) * ω(KOH) = 40 * 0,14 = 5,6 г
Найдем количество вещества гидроксида калия: n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 5,6 / 56 = 0,1 моль
Найдем количество вещества бромоводорода: n(HBr) = V(HBr) / 22,4 = 3,36 * 10^-3 / 22,4 = 0,15 моль
Составим уравнения реакций: KOH + C₆H₅OH → C₆H₅OK + H₂O KOH + C₆H₅NH₂ → C₆H₅NH₂K + H₂O HBr + C₆H₅OK → C₆H₅OH + KBr HBr + C₆H₅NH₂K → C₆H₅NH₂ + KBr
Из уравнений видно, что 1 моль KOH реагирует с 1 моль фенола или анилина, а 1 моль HBr реагирует с 1 моль фенолята калия или анилина калия.
Так как Вася добавил раствор фенола и анилина в бензоле, то общее количество вещества фенола и анилина в смеси равно количеству вещества KOH, т.е. 0,1 моль.
После реакции с HBr осталось 0,15 - 0,1 = 0,05 моль HBr, который прореагировал с фенолятом или анилином калия.
Следовательно, в смеси было 0,05 моль фенолята или анилина калия, а значит, и фенола или анилина.
Найдем массу фенола или анилина: m(C₆H₅OH) или m(C₆H₅NH₂) = 0,05 * (M(C₆H₅OH) или M(C₆H₅NH₂)) = 0,05 * 94 = 4,7 г или 0,05 * 93 = 4,65 г
Найдем массу бензола: m(C₆H₆) = m(смеси) - m(раствора KOH) - m(C₆H₅OH) или m(C₆H₅NH₂) = 90 - 40 - 4,7 = 45,3 г или 90 - 40 - 4,65 = 45,35 г
Ответ:
Масса бензола в растворе, который Вася добавлял к щелочи, равна 45,3 г или 45,35 г.