Какая кислота и в каком количестве была получена при окислении предельного одноатомного спирта а, при этом с выходом

Medved

14

В данной задаче мы рассматриваем реакцию окисления предельного одноатомного спирта \(а\) и образование кислоты \(б\). Для начала, давайте определим формулы данных веществ.

Предельный одноатомный спирт \(а\) имеет химическую формулу \(C_nH_{2n+2}\), где \(n\) - количество атомов углерода, а кислота \(б\) будет иметь формулу \(C_nH_{2n}\).

В задаче говорится, что выход кислоты \(б\) составляет 80% от количества использованного спирта \(а\) с тем же числом атомов углерода. Давайте обозначим количество использованного спирта \(а\) как \(x\) и выразим количество кислоты \(б\) через \(x\):

\(0.8x\) - количество кислоты \(б\).

Также известно, что спирт \(а\) дегидратируется и образуется изобутилен. Зная это, мы можем записать уравнение реакции дегидратации спирта \(а\):

\[C_nH_{2n+2} \to C_4H_{10}\]

Из уравнения видно, что при дегидратации одного мола спирта \(а\) образуется один мол изобутилена \(C_4H_{10}\).

Теперь рассмотрим реакцию взаимодействия кислоты \(б\) с цинком \(Zn\), при которой выделяется водород \(H_2\). Избыток цинка составляет такое количество, что выделилось 4,48 л водорода. Зная это, мы можем записать уравнение реакции:

\[C_nH_{2n} + Zn \to H_2 + Zn(C_nH_{2n-2})\]

Из уравнения видно, что при взаимодействии одного мола кислоты \(б\) с избытком цинка образуется один мол водорода \(H_2\).

Теперь давайте перейдем к решению задачи.

1. Определим количество и формулу полученной кислоты \(б\).
Из условия задачи, \(0.8x\) - количество кислоты \(б\).
Так как количество атомов углерода в кислоте \(б\) должно быть таким же, как в спирте \(а\), то выражение \(C_nH_{2n}\) используется для обозначения кислоты \(б\).

2. Определим, сколько спирта \(а\) потребуется для реакции.
Так как спирт \(а\) дегидратируется и образуется изобутилен, то для образования одного моля изобутилена требуется один моль спирта \(а\). Следовательно, для реакции потребуется \(x\) молей спирта \(а\).

3. Определим количество цинка, необходимого для реакции.
Из условия задачи, при взаимодействии одного моля кислоты \(б\) с избытком цинка выделяется 4,48 л водорода.
Поскольку один моль кислоты \(б\) образуется из одного моля спирта \(а\), а один моль водорода выделяется из одного моля кислоты \(б\), то для образования 4,48 л водорода потребуется \(0.8x\) молей кислоты \(б\), и соответственно, \(0.8x\) молей спирта \(а\).

Если один моль кислоты \(б\) образуется из одного моля спирта \(а\), то каждый моль спирта \(а\) содержит столько же атомов углерода, сколько и моль кислоты \(б\).

4. Выведем окончательные ответы:
- Кислота \(б\) получена при окислении спирта \(а\) в количестве \(0.8x\) молей, с тем же числом атомов углерода.
- Для проведения реакции потребуется \(x\) моль спирта \(а\).
- Количество цинка, необходимого для реакции, также равно \(0.8x\) молей.