Question

К смеси фенола, анилина и диэтилового эфира добавляли водный раствор гидроксида натрия до окончания реакции (учтите, что диэтиловый эфир с гидроксидом натрия не реагирует). При этом было затрачено 50 мл раствора с концентрацией NaOH 0,4 моль/л. Органический слой отделили и пропустили через него избыток бромоводорода, при этом выпало 5,22 г осадка. Осадок отфильтровали, масса фильтрата составила 38,9 г. При добавлении к фильтрату водного раствора нитрата серебра выпало 7,52 г светло-желтого осадка. Определите массы веществ в исходной смеси

Answer 1

дано:
- Объем раствора NaOH = 50 мл = 0,050 л
- Концентрация NaOH = 0,4 моль/л
- Масса осадка (бромидов) = 5,22 г
- Масса фильтрата = 38,9 г
- Масса осадка (соль серебра) = 7,52 г

найти:
- Массы фенола, анилина и диэтилового эфира в исходной смеси.

решение:
1. Рассчитаем количество вещества NaOH, использованного в реакции:
   n(NaOH) = C * V = 0,4 моль/л * 0,050 л = 0,020 моль

2. В реакции со смесью phenol (C6H5OH) и aniline (C6H5NH2):
   - Фенол реагирует с NaOH по уравнению: C6H5OH + NaOH -> C6H5O(-)Na(+) + H2O.
   - Анилиновая группа может реагировать с HBr, образуя бромид анилина: C6H5NH2 + HBr -> C6H5NH3(+)Br(-).

3. Определим количество вещества анилина из массы осадка бромида:
   Молярная масса бромида анилина (C6H5NH3Br) = 172 г/моль.
   n(C6H5NH3Br) = m/M = 5,22 г / 172 г/моль = 0,0303 моль.

4. Для получения количества анилина:
   Поскольку один моль анилина дает один моль бромида, количество анилина = 0,0303 моль.

5. Рассчитаем массу анилина:
   m(C6H5NH2) = n * M = 0,0303 моль * 93 г/моль = 2,82 г.

6. Теперь определим количество вещества NaOH, которое использовалось для реакции с фенолом:
   Из общего количества NaOH (0,020 моль) вычтем количество, ушедшее на анилин (0,0303 моль):
   Так как количество NaOH меньше чем требуется для анилина, то всякий случай понадобится весь NaOH:
   Следовательно, NaOH пошел на реакцию с фенолом только.

7. Количество вещества фенола:
   n(C6H5OH) = n(NaOH) = 0,020 моль.

8. Рассчитаем массу фенола:
   Молярная масса фенола = 94 г/моль.
   m(C6H5OH) = n * M = 0,020 моль * 94 г/моль = 1,88 г.

9. Теперь можем определить массу диэтилового эфира:
   Исходная масса смеси = масса фенола + масса анилина + масса диэтилового эфира.
   Обозначим массу диэтилового эфира как m(C4H10O).
   Тогда:
   m(смеси) = m(C6H5OH) + m(C6H5NH2) + m(C4H10O)
   m(смеси) = 1,88 г + 2,82 г + m(C4H10O)
   Общая масса смеси = масса фильтрата (38,9 г) + масса осадка (5,22 г) + масса осадка нитрата серебра (7,52 г) = 51,64 г

   Таким образом, можно выразить массу диэтилового эфира:
   51,64 г = 1,88 г + 2,82 г + m(C4H10O)
   m(C4H10O) = 51,64 г - 1,88 г - 2,82 г = 47,94 г.

ответ:
- Масса фенола = 1,88 г
- Масса анилина = 2,82 г
- Масса диэтилового эфира = 47,94 г