Найди формулу ароматического УВ Некоторый ароматический углеводород (w(C) = 88,64%) с одним бензольным кольцом m = 9,80 г подвергли взаимодействию с кислым раствором KMnO4. В результате реакции выделилось 5 л (н.у.) бесцветного газа, при пропускании которого в 155 мл 10% раствора Ca(OH)2 плотностью 1,06 г/см3 выпадает осадок m = 22,32 г. Полученное органическое соединение имеет ось симметрии третьего порядка. Найдите формулу данного вещества, в ответе укажите значение молярной массы продукта реакции этого вещества с этанолом.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи, начнем с анализа данных, предоставленных в условии:

Определение состава углеводорода:
У нас есть ароматический углеводород с содержанием углерода w(C) = 88.64%. Остальная часть (100% - 88.64% = 11.36%) - это водород. Найдем количество атомов углерода и водорода в углеводороде.

Обозначим молекулярную формулу углеводорода как C_xH_y. Его молярная масса M можно выразить как:
[
M = 12x + y
]
Теперь, используя массовые доли:
[
\frac{12x}{12x + y} = 0.8864 \Rightarrow 12x = 0.8864(12x + y)
]
[
\Rightarrow 12x = 10.6368x + 0.8864y \Rightarrow 1.3632x = 0.8864y \Rightarrow \frac{y}{x} = \frac{1.3632}{0.8864} \approx 1.54
]
Это соотношение приблизительно равно 3/2. Таким образом, можем предположить, что:
[
y = \frac{3}{2}x
]
Следовательно, предполагаемая формула углеводорода: CxH{1.5x}.

Масса углеводорода:
Мы знаем, что:
[
m = 9.80 \text{ г}
]
Для мономолекулы:
[
x + \frac{1.5}{2} x = \text{число атомов} = \frac{m}{M} \Rightarrow M = \frac{m}{\frac{x + \frac{3}{2} x}{x}} = \frac{9.80}{2.5} \Rightarrow 3.92 \approx 39.2
]
Если x = 6 (бензол), то молярная масса C6H6 = 78 г/моль. Вариант с формулой C6H6 соответствует условию.

Реакция с KMnO4:
В результате реакции с KMnO4 выделилось 5 л газа (н.у.). По уравнению реакции с KMnO4, вероятно, получается бензойная кислота (или схожее соединение).

Осадок при взаимодействии с Ca(OH)2:
Мы также видим, что 22.32 г осадка выпало при пропускании газа в Ca(OH)2. Это значит, что газ мог быть CO2 (кислота), так как образуется CaCO3. 1 моль CO2 весит 44 г, значит 22.32 г – это [\frac{22.32}{44} = 0.51 \text{ моль}.]

5.Нахождение молярной массы конечного продукта реакции:
Выделив 5 л (или 0.223 моль) CO2, мы можем установить, что каждая молекула углеводорода в конечном итоге образует CO2.

Симметрия третьего порядка:
Если соединение имеет ось симметрии третьего порядка, возможно, это фенол или производные.

Суммирование:
Если умножить количество CO2 на 44г и добавляем молекулы углеводорода, получаем конечный продукт; поэтому молярная масса будет C6H6 + O2 - опять смотри как отделяется CO2, у нас может быть C6H5COOH.

Вводим окончательную формулу и визуализируем результат.

Таким образом, имеет реальный смысл формула данного вещества C6H6, и вам стоит рассмотреть, что молярная масса результата химической реакции с этанолом, CO2 (газы) в конце:
[
M = 60 г/моль = 60
]

Ответ: 60 г/моль.