При вза­и­мо­дей­ствии 23 г пре­дель­но­го од­но­атом­но­го спир­та с из­быт­ком ме­тал­ли­че­ско­го на­трия вы­де­ли­лось 5,6 л (н.у.) газа. Опре­де­ли­те мо­ле­ку­ляр­ную фор­му­лу спирта

Вопрос школьника

При вза­и­мо­дей­ствии 23 г пре­дель­но­го од­но­атом­но­го спир­та с из­быт­ком ме­тал­ли­че­ско­го на­трия вы­де­ли­лось 5,6 л (н.у.) газа. Опре­де­ли­те мо­ле­ку­ляр­ную фор­му­лу спирта

Ответ от учителя

Для решения задачи необходимо использовать закон пропорций Дальтона, который гласит, что при реакции между газами объемы пропорциональны коэффициентам их стехиометрического уравнения.

Согласно уравнению реакции, одна молекула спирта взаимодействует с одной молекулой натрия:

CnH2n+1OH + Na → CnH2n+1ONa + ½H2↑

Таким образом, 23 г спирта соответствуют количеству вещества:

n = m/M = 23 г / (12 г/моль + 1 г/моль + 16 г/моль) ≈ 1,2 моль

При этом выделилось 5,6 л газа (н.у.), что соответствует количеству вещества:

n(H2) = V/22,4 л/моль = 5,6 л / 22,4 л/моль ≈ 0,25 моль

Из уравнения реакции видно, что на каждую молекулу спирта образуется полмолекулы водорода. Следовательно, количество молекул спирта равно количеству молекул водорода, то есть:

n(CnH2n+1OH) = n(H2) / 0,5 ≈ 0,5 моль

Таким образом, молекулярная формула спирта может быть определена по массовой доле углерода в молекуле. Для этого необходимо вычислить массовую долю углерода в спирте:

m(C) = n(C) × M(C) = 2n × 12 г/моль = 24n г/моль

m(C) / m = 12 г/моль / (12 г/моль + 1 г/моль + 16 г/моль) ≈ 0,53

Таким образом, массовая доля углерода в спирте составляет около 53%. Исходя из этого, можно предположить, что молекула спирта содержит 6 атомов углерода (так как ближайшие целочисленные значения массовой доли углерода для соответствующих формул – 50% и 57% – соответствуют 5 и 7 атомам углерода соответственно).

Таким образом, молекулярная формула спирта может быть определена как C6H14O. Это соответствует нормальному спирту (гексанолу).

Избранное