Химия
8 класс
Вопрос
При сжигании в избытке кислорода смеси пропена с неизвестным алканом объемом 4,48 л (н. у.) образуется 10,8 г воды. При пропускании такого же объема газовой смеси через слабощелочной раствор перманганата калия масса раствора увеличивается на 6,3 г. Определите алкан.
Ответ
Напишем уравнения реакций:
$2C_{3}H_{6} + 9O_{2} \rightarrow 6CO_{2} + 6H_{2}O$; (1)
$C_{x}H_{2x + 2} + \frac{3x + 1}{2} O_{2} = xCO_{2} + (x + 1)H_{2}O$; (2)
$C_{3}H_{6} + [O] + HOH \overset{KMnO_{4} }{ \rightarrow } C_{3}H_{6}(OH)_{2}$. (3)
Увеличение массы раствора $KMnO_{4}$ происходит за счет алкена, так как алканы в этих условиях не окисляются, следовательно, $m(C_{3}H_{6}) = 6,3 г$.
Рассчитываем количество вещества воды, пропена, смеси и алкана:
$n = \frac{m}{M}; n(H_{2}O) = \frac{10,8 г}{18 г/моль} = 0,6 моль$;
$n(C_{3}H_{6}) = \frac{6,3 г}{42 г/моль} = 0,15 моль$;
$n = \frac{V}{V_{m} }; n(см.) = \frac{4,48 л}{22,4 л/моль} = 0,2 моль$.
По уравнению (1)
$n_{1}(H_{2}O ) = \frac{6n(C_{3}H_{6} )}{2}; n_{1}(H_{2}O) = \frac{6 \cdot 0,15 моль}{2} = 0,45 моль$;
$n(C_{x}H_{2x + 2}) = n(см.) - n(C_{3}H_{6})$;
$n(C_{x}H_{2x + 2} ) = 0,2 моль - 0,15 моль = 0,05 моль$;
$n_{2}(H_{2}O) = n(H_{2}O) - n_{1}(H_{2}O)$;
$n_{2}(H_{2}O) = 0,б моль - 0,45 моль = 0,15 моль$.
По уравнению (2)
$n(C_{x}H_{2x+2}) = \frac{n_{2}(H_{2}O ) }{x + 1}; 0,05 = \frac{0,15}{x + 1}$.
Отсюда $x = 2$. $C_{2}H_{6}$ - молекулярная формула алкана.