Смесь фенола и бензола способна прореагировать с 1,38г натрия, а при полном сгорании ее образуется 9,72 г воды.Вычислите массовые доли компонентов в исходной смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи необходимо составить уравнения реакций и решить систему уравнений.

1) Реакция с натрием:
2C6H5OH + 2Na -> 2C6H6 + 2NaOH + H2

2) Реакция полного сгорания:
2C6H6 + 15O2 -> 12CO2 + 6H2O

Исходная смесь содержит фенол (C6H5OH) и бензол (C6H6). Обозначим массы фенола и бензола в смеси как m1 и m2 соответственно.

Молярные массы: C6H5OH = 94 г/моль, C6H6 = 78 г/моль

1) Найдем количество молей натрия, которое соединится с фенолом в реакции:
n(Na) = m(Na) / M(Na) = 1,38 / 23 = 0,06 моль

Так как фенол и натрий реагируют в соотношении 2:2, то количество молей фенола равно количеству молей натрия:
n(C6H5OH) = 0,06 моль

m(C6H5OH) = n(C6H5OH) M(C6H5OH) = 0,06 94 = 5,64 г

Тогда масса бензола:
m(C6H6) = m(смеси) - m(C6H5OH) = 9,72 - 5,64 = 4,08 г

2) Рассчитаем количество молей бензола, участвующее в полном сгорании:
n(C6H6) = m(C6H6) / M(C6H6) = 4,08 / 78 = 0,052 моль

Из уравнения реакции сгорания видно, что 2 моля бензола образуют 6 молей воды, то есть 1 моль бензола образует 3 моля воды. Тогда количество молей воды, образовавшейся при сгорании всех молей бензола:
n(H2O) = 3 n(C6H6) = 3 0,052 = 0,156 моль

m(H2O) = n(H2O) M(H2O) = 0,156 18 = 2,808 г

Итак, мы нашли, что масса бензола в смеси составляет 4,08 г, а масса фенола - 5,64 г.

Массовая доля фенола в исходной смеси:
X(C6H5OH) = m(C6H5OH) / m(смеси) 100% = 5,64 / 9,72 100% ≈ 58,04%

Массовая доля бензола в исходной смеси:
X(C6H6) = m(C6H6) / m(смеси) 100% = 4,08 / 9,72 100% ≈ 41,96%