Каков состав газовой смеси, образовавшейся в результате реакции при взаимодействии фенола массой 37,6 г с избытком

Юрий

16

Для решения данной задачи, нам необходимо знать стехиометрическое соотношение реакции взаимодействия фенола с натрием и ацетиленом. После этого мы сможем определить состав газовой смеси, образующейся в результате реакции.

Сначала рассмотрим реакцию между фенолом и натрием:

\[
\text{{C}_6\text{{H}}\text{{5}}\text{{OH}}} + 2\text{{Na}} \rightarrow \text{{C}_6\text{{H}}\text{{5}}\text{{ONa}}} + \text{{H}}\text{{2}}
\]

Рассчитаем молярную массу фенола (\(\text{{C}_6\text{{H}}\text{{5}}\text{{OH}}}\)):

\[
\text{{Молярная масса фенола}} = 6 \cdot \text{{Масса атомов углерода}} + 5 \cdot \text{{Масса атомов водорода}} + \text{{Масса атомов кислорода}}
\]

\[
\text{{Молярная масса фенола}} = 6 \cdot 12,01 \, \text{{г/моль}} + 5 \cdot 1,01 \, \text{{г/моль}} + 1 \cdot 16,00 \, \text{{г/моль}}
\]

\[
\text{{Молярная масса фенола}} = 94,11 \, \text{{г/моль}}
\]

Теперь посчитаем количество молей фенола:

\[
\text{{Количество молей фенола}} = \frac{{\text{{Масса фенола}}}}{{\text{{Молярная масса фенола}}}}
\]

\[
\text{{Количество молей фенола}} = \frac{{37,6 \, \text{{г}}}}{{94,11 \, \text{{г/моль}}}}
\]

\[
\text{{Количество молей фенола}} \approx 0,40 \, \text{{моль}}
\]

Исходя из стехиометрического соотношения реакции, видно, что для образования одной моли фенолнатрия (\(\text{{C}_6\text{{H}}\text{{5}}\text{{ONa}}}\)) необходимо 1 моль фенола и 2 моля натрия.

Теперь рассмотрим реакцию между ацетиленом и платиновым катализатором:

\[
\text{{C}_2\text{{H}}\text{{2}}} \rightarrow \text{{2C}} + \text{{H}}\text{{2}}
\]

Из этой реакции видно, что для образования одного моля ацетилена (\(\text{{C}_2}\)) необходимо 1 моль ацетилена и 1 моль водорода.

Теперь мы можем определить общий состав газовой смеси в объемных долях.

Для этого посчитаем общий объем газа:

\[
\text{{Общий объем газа}} = \text{{Объем ацетилена}} + \text{{Объем водорода}} + \text{{Объем ацетилена в результате реакции}}
\]

Так как известно, что ацетилен был взят в объеме 3,36 дм\(^3\), то:

\[
\text{{Общий объем газа}} = 3,36 \, \text{{дм}}^3
\]

Теперь рассчитаем объемы ацетилена и водорода, используя соотношение 1:1:

\[
\text{{Объем ацетилена}} = \frac{{3,36 \, \text{{дм}}^3}}{{2}} = 1,68 \, \text{{дм}}^3
\]

\[
\text{{Объем водорода}} = \frac{{3,36 \, \text{{дм}}^3}}{{2}} = 1,68 \, \text{{дм}}^3
\]

Следовательно, образовавшаяся газовая смесь составлющаяся из фенолнатрия, ацетилена и водорода, будет иметь следующие объемные доли:

\[
\text{{Объемные доли фенолнатрия}} = \frac{{0,40}}{{1,68 + 0,40}} \approx 0,19 = 19\%
\]

\[
\text{{Объемные доли ацетилена}} = \frac{{1,68}}{{1,68 + 0,40}} \approx 0,81 = 81\%
\]

\[
\text{{Объемные доли водорода}} = \frac{{0,40}}{{1,68 + 0,40}} \approx 0,19 = 19\%
\]

Таким образом, газовая смесь, образовавшаяся в результате реакции, будет состоять на 19% из фенолнатрия и на 81% из ацетилена.