дано:
m(спирта) = 17.25 г m(продуктов реакции) = 47.25 г
найти:
молекулярная формула спирта
решение:
Реакция окисления предельного одноатомного спирта оксидом меди(II):
RCH2OH + CuO = RCHO + Cu + H2O
(R - алкильный радикал)
Масса продуктов реакции включает альдегид (RCHO), медь (Cu) и воду (H2O). Масса меди, образовавшейся в реакции, равна разнице между массой продуктов реакции и массой спирта:
m(Cu) = 47.25 г - 17.25 г = 30 г
Молярная масса меди: 63.5 г/моль. Количество вещества меди:
n(Cu) = 30 г / 63.5 г/моль ≈ 0.472 моль
Из уравнения реакции следует, что n(спирта) = n(Cu). Поэтому количество вещества спирта:
n(спирта) ≈ 0.472 моль
Молярная масса спирта:
M(спирта) = m(спирта) / n(спирта) = 17.25 г / 0.472 моль ≈ 36.6 г/моль
Предельный одноатомный спирт имеет общую формулу CnH2n+2O или CnH2n+1OH. Молярная масса соответствует формуле:
12n + (2n + 2) + 16 = 36.6 14n + 18 = 36.6 14n = 18.6 n ≈ 1.33
Округляя n до ближайшего целого числа (1), получаем формулу спирта CH3OH (метанол).
Проверка:
M(CH3OH) = 32 г/моль
n(CH3OH) = 17.25 г / 32 г/моль ≈ 0.54 моль
Это не совпадает с рассчитанным ранее количеством вещества (0.472 моль). Поэтому проверим на n=2:
14n+18=36.6 14n=18.6 n≈1.33
Попробуем с ближайшим целым числом 2 (этанол):
C2H5OH
M(C2H5OH) = 46 г/моль
n(C2H5OH) = 17.25 г / 46 г/моль ≈ 0.375 моль
Это значение также не совпадает. Рассчитаем массу меди, если спирт - этанол:
n(Cu) = n(C2H5OH) ≈ 0.375 моль m(Cu) = 0.375 моль * 63.5 г/моль ≈ 23.8 г
47.25 г (продукты) - 17.25 г (спирт) = 30 г (медь)
Разница между экспериментальной и расчетной массой меди может быть связана с погрешностью эксперимента. Приблизительно, молекулярная формула спирта - C2H5OH (этанол)
Ответ:
C2H5OH (этанол)