Question

На нейтралізацію суміші фенолу з оцтовою кислотою витратили 23,4 мл розчину з масовою часткою W(NaOH)=40% і густиною ρ=1,2 г/см³. Такий самий об'єм суміші реагує з HNO₃ масою 18,9 г з утворенням тринітрофенолу. Визначити масову частку W фенолу у суміші.

Answer 1

З HNO₃ реагує лише фенол: C₆H₅OH + 3HNO₃ = C₆H₂(NO₂)₃OH + 3H₂O.
M (HNO₃) = 1 + 14 + 16·3 = 63 г/моль
M (C₆H₅OH) = 12·6 + 1·5 + 16 + 1 = 94 г/моль
Теорія:      94 г (C₆H₅OH) реагує з 3·63 г (HNO₃).
Практика: m г (C₆H₅OH) реагує з 18,9 г (HNO₃).
m (C₆H₅OH) = 94·18,9 / 3·63 = 9,4 г
Об'єм розчину NaOH: V = 23,4 мл = 23,4 см³.
Маса NaOH: m (NaOH) = w/100 · ρ · V = 40/100 · 1,2 · 23,4 = 11,232 г.
З NaOH реагують обидві речовини:
C₆H₅OH + NaOH = C₆H₅ONa + H₂O
CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O.
M (NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
Теорія:      94 г (C₆H₅OH) реагує з 40 г (NaOH).
Практика: 9,4 г (C₆H₅OH) реагує з m г (NaOH).
Маса NaOH, що прореагувала з фенолом: m₁ (NaOH) = 9,4·40/94 = 4 г.
Маса NaOH, що прореагувала з оцтовою кислотою:
m₂ (NaOH) = 11,232 - 4 = 7,232 г.
M (CH₃COOH) = 12 + 1·3 + 12 + 16 + 16 + 1 = 60 г/моль
Теорія:      60 г (CH₃COOH) реагує з 40 г (NaOH).
Практика: m г (CH₃COOH) реагує з 7,232 г (NaOH).
Маса CH₃COOH: m (CH₃COOH) = 60·7,232/40 = 10,848 г.
Масова частка фенолу: w (C₆H₅OH) = 
m(C₆H₅OH) / m(C₆H₅OH)+m (CH₃COOH) · 100 = 9,4 / 9,4+10,848 · 100 ≈ 46,4%.