Химия

8 класс
Вопрос
Смесь метилового и этилового спиртов объемом 2 мл окислили, при этом образовалась смесь кислот, которые в свою очередь нейтрализовали раствором натриевой щелочи. Затем приготовленный таким образом раствор выпарили досуха и полученный продукт обработали концентрированной серной кислотой. В результате было получено 123,8 мл окиси углерода при температуре $24^{\circ} C$ и давлении 748 мм рт. ст. Вычислите содержание метилового спирта б смеси (в процентах по объему). Плотность метилового спирта равна 0,7923 г/см^3.
Ответ


Описанные в условиях задачи реакции протекают по уравнениям

$C_2H_5OH + O_2 \rightarrow CH_3COOH + H_2O$,
$CH_3OH + O_2 \rightarrow HCOOH + H_2O$
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$,
$HCOOH + NaOH \rightarrow HC_3COONa + H_2O$,
$2CH_3COONa + H_2SO_4 \rightarrow 2CH_3COOH + Na_2SO_4$,
$2HCOONa + H_2SO_4 \rightarrow 2H_2O + 2CO + Na_2SO_4$.

При нормальных условиях окись углерода $CO$ занимает объем

$V_0 = \frac {pV \cdot 273}{p_0T} = \frac {748 \cdot 123,8 \cdot 273}{760 \cdot 297} = 112$ мл,

что составляет $112 : 22400 = 0,005$ моля $CO$, следовательно, ё смеси содержалось 0,005 моля, или $0,005 \cdot 32 = 0,16$ г, $CH_3OH$ ($M = 32$). 0,16 г $CH_3OH$ занимает объем $0,16 : 0,7923 \approx 0,2$ мл, т. е. в смеси содержится $(NULL,2 : 2) \cdot 100 = 10 %$ метанола (по объему).

Объем метанола можно также вычислить, исходя из мольного объема жидкости: 32 г $CH_3OH$ (жидкость) занижает объем $32 : 0,7923 = 40,39$ мл;

40,39 мл $CH_3OH$ - (в парах) 22 400 мл,
$x$ мл $CH_3OH$ - 112 мл,
$x \approx 0,2$ мл.

(Осуществить непосредственное окисление метанола до муравьиной кислоты так, как это показано в приведенных уравнениях реакции, затруднительно, поскольку муравьиная кислота достаточно легко окисляется с образованием $CO_2$ в тех условиях, в которых окисляется исходный спирт

$HCOOH + 1/2O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

Лучше воспользоваться специфическими обходными методами

$CH_3OH + 1/2O_2 \underset {Cu}{\rightarrow} HCHO + H_2O$,
$HCHO + Cu(OH)_2 + NaOH \rightarrow HCOONa + Cu_2O + 2H_2O$

и уже затем обрабатывать смесь солей серной кислотой.)
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

В семи пронумерованных пробирках (1-7) содержатся растворы сульфатов, нитратов или хлоридов следующих элементов: $Bi (III), Zn (II), Sn (II), Hg (II), Cu (II), Ag (I), Cd (II)$, причем ряд растворов для предупреждения гидролиза подкислен. В пробы исследуемых растворов объемом $2-3 см^3$ внесите щепотку цинковой пыли (на конце стеклянного шпателя). Наблюдайте за происходящими явлениями. При необходимости пробы растворов перед повторным внесением в них цинковой пыли подкислите, добавив туда 2-3 см^3 серной кислоты (в соотношении $1 : 4$). Если полученные результаты вызовут у вас какие-либо сомнения, можете повторить опыт, взяв вместо цинковой пыли гранулированный цинк. Свои наблюдения запишите. Повторите опыты, используя новые порции исходных растворов и стружки металлического цинка. Запишите результаты наблюдений, на основании которых вы устанавливаете, катион какого из металлов содержится в исследуемых растворах. Если вы сочтете, Что полученные результаты не дают возможности дать однозначный ответ, можете провести дополнительное исследование, используя порошки серебра и меди. Если вы не Можете однозначно установить, какие ионы - $Sn^{2+}$ или $Cd^{2+}$ - присутствуют в растворе, то вспомните, что только может окисляться до $Sn^{4+}$, и тогда для подтверждения своего ответа вы можете воспользоваться 5 %-ным раствором. В отчете приведите уравнения проделанных вами акций, записанные в ионном виде.
8 класс Химия Средняя
В 1826 г. французский химик Дюма предложил метод определения плотности паров, применимый ко многим веществам. По этому методу можно было находить молекулярные массы соединений , используя гипотезу Авагадро о том, что в равных объемах газов и паров при равном давлении и температуре содержатся одинаковые количества молекул. Однако эксперименты с некоторыми веществами, сделанные по способу Дюма, противоречили гипотезе Авогадро и ставили под сомнение саму возможность определения молекулярной массы данным способом. Вот описание одного из таких экспериментов (рис.). а. В горлышке сосуда $a$ известного объема поместили навеску нашатыря $б$ и нагрели в печи $в$ до такой температуры $t^{ \circ }$, при которой весь нашатырь испарился. Получившиеся пары вытеснили воздух из сосуда, часть их выделилась наружу в виде тумана. Нагретый до $t^{ \circ }$ сосуд, давление в котором равнялось атмосферному, запаяли по перетяжке $г$, затем охладили и взвесили. Затем сосуд вскрыли, отмыли от сконденсированного нашатыря, высушили и снова взвесили. По разности определили массу $m$ нашатыря. Эта масса при нагревании до $t^{ \circ }$ имела давление $p$, равное атмосферному, в сосуде объемом $V$. Для сосуда $a$ заранее были определены давление и объем известной массы водорода при комнатной температуре. Отношение молекулярной массы нашатыря к молекулярной массе водорода определяли по формуле $ \frac {M}{M (H_{2})} = \frac {m}{m (H_{2})} \frac {273 + t}{273 + t (H_{2})} \frac {pV (H_{2})}{pV}$. Получили величину $ \frac {M}{M (H_{2})} = 13,4$. Отношение, вычисленное по формуле $NH_{4}Cl$, составило 26,8. б. Опыт повторили, но горлышко сосуда закрыли пористой асбестовой пробкой $д$, проницаемой для газов и паров При этом получили отношение $ \frac {M}{M (H_{2})} = 14,2$. в. Повторили опыт $б$, но увеличили начальную навеску нашатыря в 3 раза. Отношение стало равным $ \frac {M}{M (H_{2})} = 16,5$. Объясните результаты описанного эксперимента докажите, что закон Авогадро в данном случае соблюдался.
8 класс Химия Средняя