Пары смеси двух предельных первичных спиртов пропустили при нагревании через трубку, заполненную избытком оксида меди, в результате чего масса оксида меди уменьшилась на 4.8 г. Четыре пятых полученных продуктов сожгли в избытке кислорода и получили 15.16 л (25оС, 98 кПа) газовой смеси с плотностью по водороду 20.8. Оставшиеся органические вещества обработали избытком аммиачного раствора оксида серебра и получили 21,6 г осадка. Определите качественный и количественный состав исходной смеси спиртов.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Качественный состав исходной смеси спиртов можно определить на основе полученных продуктов сгорания. Поскольку газовая смесь имеет плотность по водороду 20.8, то это говорит о том, что она состоит преимущественно из углекислого газа (CO2) и водяного пара (H2O). Таким образом, можно предположить, что исходная смесь спиртов содержит метанол (CH3OH) и этанол (C2H5OH), так как при их полном сгорании образуется углекислый газ и вода.

Для определения количественного состава исходной смеси спиртов воспользуемся законами сохранения массы и вещества. При нагревании исходной смеси спиртов с оксидом меди происходит реакция окисления спиртов с образованием основных продуктов CO2 и H2O:

2CnH2n+1OH + 4CuO -> 2nCO2 + 2n+1H2O + 4Cu

С учетом уменьшения массы оксида меди на 4.8 г, можно рассчитать количество продуктов CO2 и H2O, образовавшихся в результате реакции. Далее, рассчитаем количество спиртов в исходной смеси по количеству образовавшегося CO2:

nCO2 = (4.8 г) / (44 г/моль) = 0.109 моль
nCnH2n+1OH = nCO2 / 2 = 0.055 моль

Таким образом, из расчета получаем, что в исходной смеси спиртов содержится метанол и этанол в соотношении 1:1.

Для проверки результатов можно также рассчитать количество полученного осадка оксида серебра (Ag2O), который образуется в результате обработки органических веществ аммиачным раствором оксида серебра:

2CnH2n+1OH + 2Ag2O -> 2nCO2 + (2n+1)H2O + 4Ag

Масса Ag2O = 21.6 г
Молярная масса Ag2O = 232 г/моль
nAg2O = 21.6 г / 232 г/моль = 0.093 моль
nCnH2n+1OH = nAg2O = 0.093 моль

Таким образом, рассчеты также подтверждают, что в исходной смеси спиртов содержится метанол и этанол в соотношении 1:1.