Какой состав имела исходная смесь спиртов, если взяли 25,5 граммов смеси метанола и пропанола и добавили избыток
Какой состав имела исходная смесь спиртов, если взяли 25,5 граммов смеси метанола и пропанола и добавили избыток натрия, в результате чего выделился 5,625 литра водорода?
Kobra 43
Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть реакцию между спиртами и натрием. Когда натрий взаимодействует с алкоголями, образуется соответствующий алкоголат натрия и выделяется водород. Давайте рассмотрим эти реакции подробнее.Метанол имеет формулу CH3OH, а пропанол имеет формулу C3H7OH. Оба спирта содержат группу -OH, что означает, что они могут реагировать с натрием с образованием алкоголатов натрия и выделением водорода по следующим реакциям:
CH3OH + 2Na → CH3ONa + H2
C3H7OH + Na → C3H7ONa + H2
Дано, что после реакции выделилось 5,625 литра водорода. Вспомним, что объем газа пропорционален количеству вещества по газовому закону Авогадро. Таким образом, мы можем использовать объем выделившегося водорода для определения количества натрия, реагировавшего с алкоголями.
Теперь давайте проведем несколько расчетов:
1. Определим количество молей водорода. Молярный объем газа при нормальных условиях составляет примерно 22,4 литра. Таким образом, чтобы узнать количество молей водорода, мы делим объем выделившегося газа на молярный объем:
\[
\text{Количество молей водорода} = \frac{5,625}{22,4}
\]
2. Так как молярное соотношение натрия и водорода в реакции составляет 2:1, то количество молей натрия будет равно вдвое больше количества молей водорода:
\[
\text{Количество молей натрия} = 2 \times \text{Количество молей водорода}
\]
3. Теперь используем молярные массы метанола и пропанола для выяснения, сколько мольных масс находится в 25,5 г смеси:
\[
\begin{align*}
\text{Масса метанола} &= \frac{25,5 \times \text{молярная масса метанола}}{\text{молярная масса метанола + молярная масса пропанола}} \\
\text{Масса пропанола} &= \frac{25,5 \times \text{молярная масса пропанола}}{\text{молярная масса метанола + молярная масса пропанола}}
\end{align*}
\]
4. Теперь, когда у нас есть количество молей натрия и масса метанола и пропанола, мы можем определить их состав. Разделим количество молей каждого спирта на общее количество молей:
\[
\begin{align*}
\text{Мольная доля метанола} &= \frac{\text{Количество молей метанола}}{\text{Количество молей метанола + Количество молей пропанола}} \\
\text{Мольная доля пропанола} &= \frac{\text{Количество молей пропанола}}{\text{Количество молей метанола + Количество молей пропанола}}
\end{align*}
\]
Теперь, когда у нас есть все необходимые формулы и шаги, давайте проведем расчёты, чтобы найти решение этой задачи.