Химия
8 класс
Вопрос
При окислении смеси бензола и толуола подкисленным раствором перманганата калия при нагревании получено 8,54 г одноосновной органической кислоты. При взаимодействии пой кислоты с избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделился газ, объем которого в 19 раз меньше объема такого же газа, полученного при полном сгорании исходной смеси углеводородов. Определите массы веществ в исходной смеси.
Ответ
Перманганатом калия окисляется только толуол, при пом образуется бензойная кислота:
$5C_{6}H_{5}-CH_{3} + 6KMnO_{4} + 9H_{2}SO_{4} \rightarrow 5C_{6}H_{5} - COOH + 3K_{2}SO_{4} + 6MnSO_{4} + 14H_{2}O$.
$\nu (C_{6}H_{5}-COOH) = \frac{8,54}{122} = 0,07 моль = \nu (C_{6}H_{5}-CH_{3})$.
При взаимодействии бензойной кислоты с гидрокарбонатом натрия выделяется $CO_{2}$:
$C_{6}H_{5} - COOH + NaHCO_{3} \rightarrow C_{6}H_{5} - COONa + CO_{2} \uparrow + H_{2}O$.
$\nu (CO_{2}) = \nu (C_{6}H_{5}-COOH) = 0,07 моль$. При сгорании смеси углеводородов образуется $0,07 \cdot 19 = 1,33 моль \: CO_{2}$. Из этого количества при сгорании толуола по уравнению
$C_{6}H_{5} - CH_{3} + 9O_{2} \rightarrow 7CO_{2} + 4H_{2}O$
образуется $0,07 \cdot 7 = 0,49 моль \: CO_{2}$. Остальные 1,33 - 0,49 - 0,84 моль $CO_{2}$ образуются при сгорании бензола:
$C_{6}H_{6} + 7,5O_{2} \rightarrow 6CO_{2} + 3H_{2}O$.
$\nu (C_{6}H_{6}) = \frac{0,84}{6} = 0,14 моль$. Массы веществ в смеси равны: $m(C_{6}H_{6}) = 0,14 \cdot 78 = 10,92 г, m(C_{6}H_{5} - CH_{3}) = 0,07 \cdot 92 = 6,48 г$.
Ответ. 10,92 г бензола, 6,48 г толуола.