Химия
8 класс
Вопрос
Проба чистого этанола массой 0,503 г пропущена при ≈300∘С через трубку, наполненную катализатором кислого характера. Объем высушенных продуктов реакции при 107∘С и 780 мм рт. ст. равен 0,285дм3. Средняя молекулярная масса высушенных продуктов реакции равна 39,2. Учитывая, что процессы дегидратации этанола могут идти двумя путями, вычислите выход продуктов реакции каждого из них.
Ответ
Дегидратация этанола протекает по двум направлениям:
1) CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O,
2) 2CH3CH2OH→CH2CH2−O−CH2CH3+H2O.
При условиях, указанных в задаче, все реагенты находятся в парообразном состоянии. Пусть в газовой смеси содержится х молей C2H4 (M=28), у молей C2H5OC2H5 (M=74) и z молей не вступившего в реакцию этанола (M=46). (Пары воды из смеси удалены.) Число молей газовой смеси, определенное из уравнения Менделеева - Клапейрона pV=nRT, составляет n=9,4⋅10−3 моля. Для проведения реакции было взято n0=0,503/46=10,9⋅10−3 моля.
Исходя из условий задачи, составляем систему алгебраических уравнений:
{x+y+z=9,4⋅10−328x+74y+46z=39,2⋅9,4⋅10−310,9⋅10−3−x−2y=z.
При решении системы получаем:x=5,9⋅10−3 моля и у=1,5⋅10−3 моля, откуда следует, что реакция на (5,9:10,9)⋅100=54 идет по пути внутримолекулярной дегидратации (1) и на (1,5:10,9)⋅100=28 % - по пути межмолекулярной дегидратации (2).