Химия
8 класс
Вопрос
50 мл раствора одноатомного спирта окислили окисью меди до альдегида (плотность раствора альдегида равна 1,11 г/мл), который в свою очередь путем реакции с окисью серебра окислили до кислоты. Полученную кислоту нагрели с концентрированной серной кислотой, получив в результате 4,93 л окиси углерода при температуре 20∘С и давлении 1 атм.
Выход реакции на каждой из очередных стадий превращений составлял 80 %. Ограничиваясь минимальными вычислениями, установите:
а) какова была концентрация раствора альдегида;
б) сколько молей спирта участвовало в реакции и каково его название.
Напишите уравнения названных химических реакций.
Ответ
По выделению окиси углерода при действии концентрированной серной кислоты на органическую кислоту можно установить, что последняя была муравьиной кислотой, а исходный спирт - метиловым
CH3OH+[O]→H−O||C|H+H2O
H−O||C|H+Ag2O→H−O||C|H+2Аg
H−O||C|Ht∘→H2SO4CO+H2O.
Объем выделившейся CO при нормальных условиях
V0=4,93⋅273293=4,59 л (p=const),
что соответствует 4,59:22,41=0,205моль=205 ммоль.
Выход веществ на каждой стадии составляет 80 %, поэтому количество вещества на каждой предшествующей стадии оказывается большим (по закону геометрической прогрессии со знаменателем q=5/4)
MCH2OH=1,25MHCHO=1,25MHCOOH=1,25MCO.
Отсюда количество альдегида HCHO (М=30) равно
mCH2O=205⋅(5/4)2⋅30=9,6гCH2O,
а процентное содержание его в растворе
c%=9,6⋅10050⋅1,1=17,4 %.
Количество использованного метанола (М=32) может быть рассчитано по закону геометрической прогрессии для четвертого члена ряда
mCH3OH=0,205⋅(5/4)4=0,4 моля, или 12,8 г, CH3OH.