При взаимодействии смеси фенола и пропанола с натрием выде- лилось 0,672 л газа (н. у.). При обработке такого же количества смеси избытком раствора брома получили 6,62 г бромпроизводного. Опреде- лите массу исходной смеси.
Для решения этой задачи мы сначала распишем химические реакции, которые происходят при взаимодействии смеси фенола и пропанола с натрием, а также при обработке смеси избытком раствора брома.
1) Взаимодействие смеси фенола и пропанола с натрием:
C6H5OH + C3H7OH + 2Na -> C6H5ONa + C3H7ONa + H2↑
В этой реакции образуется газ водород (H2), который мы измеряем в условиях нормальной температуры и давления (н. у.).
Здесь образуются бромпроизводные фенола (C6H5Br) и пропанола (C3H7Br).
Теперь перейдем к решению задачи.
Мы знаем, что объем газа, образовавшегося при взаимодействии смеси фенола и пропанола с натрием, составляет 0,672 л (н. у.). По закону Авогадро один моль газа занимает объем 22,4 л (н. у.). Зная это, мы можем рассчитать количество молей газа в полученной смеси:
Количество молей газа = объем газа в л (н. у.) / объем моля газа в л (н. у.)
Количество молей газа = 0,672 л / 22,4 л/моль = 0,03 моль
Теперь мы знаем, что общее количество моль газа, образовавшегося в результате реакции, равно сумме молей газа, образовавшегося от фенола и пропанола:
Количество молей газа = количество молей газа от фенола + количество молей газа от пропанола
Пусть x - количество молей газа от фенола, а y - количество молей газа от пропанола. Тогда у нас получается следующая система уравнений:
x + y = 0,03 ---- (1)
Теперь посмотрим на реакцию с обработкой смеси бромом. Мы знаем, что масса полученного бромпроизводного составляет 6,62 г. Количество молей бромпроизводного можно рассчитать по формуле:
Количество молей = масса / молярная масса
Чтобы рассчитать молярную массу бромпроизводного, нужно знать его химическую формулу. Поскольку мы рассматриваем два разных бромпроизводных (фенола и пропанола), нам потребуется знать молярную массу обоих соединений.
Молярная масса фенола (C6H5Br) = масса атомов углерода * молярная масса углерода + масса атомов водорода * молярная масса водорода + масса атома брома * молярная масса брома
Молярная масса фенола = 6 * молярная масса углерода + 5 * молярная масса водорода + молярная масса брома
Аналогично мы можем рассчитать молярную массу пропанола (C3H7Br).
Теперь, зная мольную массу бромпроизводных, мы можем выразить количество молей каждого бромпроизводного через их массу и мольную массу:
Фенол: x молей = 6,62 г / молярная масса фенола
Пропанол: y молей = 6,62 г / молярная масса пропанола
Таким образом, у нас появляется второе уравнение:
x / (мольная масса фенола) = y / (мольная масса пропанола) ---- (2)
Теперь у нас есть две уравнения (1) и (2), и мы можем решить их методом подстановки или методом сложения/вычитания. Рассмотрим метод подстановки:
Из уравнения (1) выразим x через y: x = 0,03 - y
Подставляем выражение для x в уравнение (2):
(0,03 - y) / (мольная масса фенола) = y / (мольная масса пропанола)
Решаем это уравнение относительно y:
(0,03 - y) * (мольная масса пропанола) = y * (мольная масса фенола)
Раскрываем скобки:
0,03 * (мольная масса пропанола) - y * (мольная масса пропанола) = y * (мольная масса фенола)
Переносим все, что содержит y, на одну сторону:
0,03 * (мольная масса пропанола) = y * (мольная масса фенола) + y * (мольная масса пропанола)
Выражаем y:
y = 0,03 * (мольная масса пропанола) / ((мольная масса фенола) + (мольная масса пропанола))
Теперь, зная y, можем вычислить x:
x = 0,03 - y
Таким образом, мы получаем значения x и y, которые представляют собой количество молей фенола и пропанола соответственно.
Наконец, чтобы найти массу исходной смеси, нужно умножить количество молей каждого компонента на его молекулярную массу и сложить:
Масса фенола = x молей * мольная масса фенола
Масса пропанола = y молей * мольная масса пропанола
Масса исходной смеси = Масса фенола + Масса пропанола
Таким образом, мы рассчитали массу исходной смеси.
0,2760л глаза(н.у.)
1) Взаимодействие смеси фенола и пропанола с натрием:
C6H5OH + C3H7OH + 2Na -> C6H5ONa + C3H7ONa + H2↑
В этой реакции образуется газ водород (H2), который мы измеряем в условиях нормальной температуры и давления (н. у.).
2) При обработке смеси избытком раствора брома:
C6H5ONa + C3H7ONa + Br2 -> C6H5Br + C3H7Br + 2NaBr
Здесь образуются бромпроизводные фенола (C6H5Br) и пропанола (C3H7Br).
Теперь перейдем к решению задачи.
Мы знаем, что объем газа, образовавшегося при взаимодействии смеси фенола и пропанола с натрием, составляет 0,672 л (н. у.). По закону Авогадро один моль газа занимает объем 22,4 л (н. у.). Зная это, мы можем рассчитать количество молей газа в полученной смеси:
Количество молей газа = объем газа в л (н. у.) / объем моля газа в л (н. у.)
Количество молей газа = 0,672 л / 22,4 л/моль = 0,03 моль
Теперь мы знаем, что общее количество моль газа, образовавшегося в результате реакции, равно сумме молей газа, образовавшегося от фенола и пропанола:
Количество молей газа = количество молей газа от фенола + количество молей газа от пропанола
Пусть x - количество молей газа от фенола, а y - количество молей газа от пропанола. Тогда у нас получается следующая система уравнений:
x + y = 0,03 ---- (1)
Теперь посмотрим на реакцию с обработкой смеси бромом. Мы знаем, что масса полученного бромпроизводного составляет 6,62 г. Количество молей бромпроизводного можно рассчитать по формуле:
Количество молей = масса / молярная масса
Чтобы рассчитать молярную массу бромпроизводного, нужно знать его химическую формулу. Поскольку мы рассматриваем два разных бромпроизводных (фенола и пропанола), нам потребуется знать молярную массу обоих соединений.
Молярная масса фенола (C6H5Br) = масса атомов углерода * молярная масса углерода + масса атомов водорода * молярная масса водорода + масса атома брома * молярная масса брома
Молярная масса фенола = 6 * молярная масса углерода + 5 * молярная масса водорода + молярная масса брома
Аналогично мы можем рассчитать молярную массу пропанола (C3H7Br).
Теперь, зная мольную массу бромпроизводных, мы можем выразить количество молей каждого бромпроизводного через их массу и мольную массу:
Фенол: x молей = 6,62 г / молярная масса фенола
Пропанол: y молей = 6,62 г / молярная масса пропанола
Таким образом, у нас появляется второе уравнение:
x / (мольная масса фенола) = y / (мольная масса пропанола) ---- (2)
Теперь у нас есть две уравнения (1) и (2), и мы можем решить их методом подстановки или методом сложения/вычитания. Рассмотрим метод подстановки:
Из уравнения (1) выразим x через y: x = 0,03 - y
Подставляем выражение для x в уравнение (2):
(0,03 - y) / (мольная масса фенола) = y / (мольная масса пропанола)
Решаем это уравнение относительно y:
(0,03 - y) * (мольная масса пропанола) = y * (мольная масса фенола)
Раскрываем скобки:
0,03 * (мольная масса пропанола) - y * (мольная масса пропанола) = y * (мольная масса фенола)
Переносим все, что содержит y, на одну сторону:
0,03 * (мольная масса пропанола) = y * (мольная масса фенола) + y * (мольная масса пропанола)
Выражаем y:
y = 0,03 * (мольная масса пропанола) / ((мольная масса фенола) + (мольная масса пропанола))
Теперь, зная y, можем вычислить x:
x = 0,03 - y
Таким образом, мы получаем значения x и y, которые представляют собой количество молей фенола и пропанола соответственно.
Наконец, чтобы найти массу исходной смеси, нужно умножить количество молей каждого компонента на его молекулярную массу и сложить:
Масса фенола = x молей * мольная масса фенола
Масса пропанола = y молей * мольная масса пропанола
Масса исходной смеси = Масса фенола + Масса пропанола
Таким образом, мы рассчитали массу исходной смеси.