Під час взаємодії одноатомного насиченого спирту масою 3,7 г з натрієм, узятим у надлишку, виділилося стільки водню, скільки потрібно для гідрування першого представника алкенів об’ємом 560 мл (н.у.). Виведіть молекулярну формулу спирту і обчисліть масу одержаного алкоголяту.
(решение подробное с условием)
Ответы
Ответ:
Спочатку давайте визначимо молекулярну формулу спирту, який утворюється під час реакції з натрієм.
За умовою задачі, 3,7 г спирту реагує з натрієм в надлишку, і утворюється алкоголіт об'ємом 560 мл водню при н.у. (нормальних умовах).
Ми знаємо, що один моль будь-якого газу при н.у. (0°C і 1 атмосферному тиску) займає об'єм приблизно 22,4 літра. Тобто 560 мл водню відповідають 0,56 л (або 0,056 моль) водню.
Ми також знаємо, що гідрування першого представника алкенів (наприклад, етену) відбувається за реакцією:
C2H4 + H2 -> C2H6.
У цій реакції один моль етену (C2H4) гідрується одним мольом водню (H2), утворюючи один моль етану (C2H6).
Отже, 0,056 моль водню, які утворилися під час реакції, відповідають 0,056 моль етану.
Маса молекули етану (C2H6) дорівнює масі двох атомів вуглецю (C) і шести атомів водню (H):
Маса C2H6 = 2 * маса C + 6 * маса H.
За таблицею хімічних елементів, маси атомів вуглецю і водню приблизно дорівнюють 12 г/моль і 1 г/моль відповідно.
Отже,
Маса C2H6 = 2 * 12 г/моль + 6 * 1 г/моль = 24 г/моль + 6 г/моль = 30 г/моль.
Тепер, маса одержаного алкоголіту (C2H6), який утворився з 0,056 моль водню, дорівнює:
Маса = кількість молей * маса молекули = 0,056 моль * 30 г/моль = 1,68 г.
Отже, маса одержаного алкоголіту дорівнює 1,68 г, і молекулярна формула спирту - C2H6.
2.Умова задачі:
Під час взаємодії одноатомного насиченого спирту масою 3,7 г з натрієм, узятим у надлишку, виділилося стільки водню, скільки потрібно для гідрування першого представника алкенів об’ємом 560 мл (н.у.). Виведіть молекулярну формулу спирту і обчисліть масу одержаного алкоголяту.
Розв'язок:
Почнемо з визначення молекулярної формули спирту. Ми знаємо, що при реакції виділилося водню об'ємом 560 мл (н.у.). Оскільки 1 моль водню займає приблизно 22,4 літра (н.у.), то ми можемо обчислити кількість молей водню: Кількість молей водню = об'єм водню (л) / об'єм молекулярного водню (л/моль) Кількість молей водню = 560 мл / 22.4 л/моль ≈ 0.025 моль водню
Оскільки спирт гідрувався до алкоголя, то на кожну молекулу алкоголята виходило по одному атому водню. Таким чином, маса спирту повинна бути дорівнювати масі маси алкоголята:
Маса спирту = Маса алкоголята
Розглянемо масу водню в масі спирту. Маса одного молекулярного водню (H2) дорівнює приблизно 2 грами (1 грам/моль * 2 моль/молекулярний водень). Отже, загальна маса водню у спирті буде:
Маса водню у спирту = Кількість молей водню * Маса молекулярного водню Маса водню у спирту = 0.025 моль * 2 г/моль ≈ 0.05 г
Тепер, щоб знайти масу спирту, ми можемо відняти масу водню від загальної маси спирту:
Маса спирту = 3.7 г - 0.05 г ≈ 3.65 г
Таким чином, молекулярна формула спирту це CH3OH, де "CH3" представляє метильну групу, а "OH" - гідроксильну групу.
Нарешті, обчислимо масу одержаного алкоголята. Молекулярна маса CH3OH це: Маса C (вуглець) = 12 г/моль Маса H (водень) = 1 г/моль Маса O (кисень) = 16 г/моль
Молекулярна маса CH3OH = 12 + 3 * 1 + 16 ≈ 32 г/моль
Тепер можемо обчислити масу одержаного алкоголята: Маса алкоголята = Кількість молей спирту * Молекулярна маса CH3OH Маса алкоголята = (3.65 г / 32 г/моль) ≈ 0.114 моль Маса алкоголята ≈ 0.114 моль * 32 г/моль ≈ 3.648 г
Отже, маса одержаного алкоголята дорівнює приблизно 3.648 г, і молекулярна формула спирту - CH3OH.