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∘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
C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O,
CH3OH+O2→HCOOH+H2O
CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O,
HCOOH+NaOH→HC3COONa+H2O,
2CH3COONa+H2SO4→2CH3COOH+Na2SO4,
2HCOONa+H2SO4→2H2O+2CO+Na2SO4.
При нормальных условиях окись углерода CO занимает объем
V0=pV⋅273p0T=748⋅123,8⋅273760⋅297=112 мл,
что составляет 112:22400=0,005 моля CO, следовательно, ё смеси содержалось 0,005 моля, или 0,005⋅32=0,16 г, CH3OH (M=32). 0,16 г CH3OH занимает объем 0,16:0,7923≈0,2 мл, т. е. в смеси содержится (NULL,2:2)⋅100=10 метанола (по объему).
Объем метанола можно также вычислить, исходя из мольного объема жидкости: 32 г CH3OH (жидкость) занижает объем 32:0,7923=40,39 мл;
40,39 мл CH3OH - (в парах) 22 400 мл,
x мл CH3OH - 112 мл,
x≈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 CO2 в тех условиях, в которых окисляется исходный спирт
HCOOH+1/2O2→CO2+H2O.
Лучше воспользоваться специфическими обходными методами
CH3OH+1/2O2→CuHCHO+H2O,
HCHO+Cu(OH)2+NaOH→HCOONa+Cu2O+2H2O
и уже затем обрабатывать смесь солей серной кислотой.)