Каков процентный выход продукта реакции между 12,14 г фенола и избытком бромной воды, если количество выделившегося

Тема занятия: Процентный выход продукта реакции

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, нам нужно сначала понять, какой продукт образуется в реакции между фенолом (C6H5OH) и бромной водой (Br2 + H2O). В данном случае происходит реакция бромирования, в результате которой образуется 2,4,6-трибромфенол (C6H2Br3OH) и выделяется бромоводород (HBr).

Мы знаем, что количество выделившегося бромоводорода достаточно для нейтрализации 80 мл 12,5% водного раствора гидроксида натрия (NaOH). Поскольку мы знаем концентрацию NaOH и объем, мы можем вычислить количество использованного NaOH.

Далее, используя стехиометрию реакции, мы можем установить соотношение между использованным NaOH и использованным фенолом, чтобы вычислить количество использованного фенола.

И, наконец, можем найти процентный выход продукта, используя следующую формулу:
Процентный выход = (масса полученного продукта / масса использованного реагента) * 100%

Доп. материал:
Масса фенола (C6H5OH) = 12,14 г
Объем бромовводорода (HBr) = 80 мл
Концентрация NaOH = 12,5%
Плотность NaOH = 1,24 г/мл

Совет: В этой задаче важно быть внимательным к стехиометрии реакции и правильно преобразовывать единицы измерения (массу в объем, и наоборот). Используйте таблицу стехиометрических коэффициентов, чтобы установить соотношение между использованными веществами.

Задание: Какой будет процентный выход продукта реакции, если масса использованного фенола составляет 15 г, объем выделенного бромоводорода - 100 мл, концентрация NaOH - 10%, а плотность NaOH - 1,20 г/мл? (Ответ округлите до ближайшего целого значения)

Тема урока: Реакции и компоненты

Объяснение: Данная задача относится к реакциям и компонентам, а именно к реакции между фенолом и бромной водой. Для того чтобы решить эту задачу, необходимо учитывать количество выделившегося бромоводорода и его взаимодействие с гидроксидом натрия.

Сначала определим количество молей гидроксида натрия в 80 мл 12,5%-ного раствора. Для этого найдем массу гидроксида натрия:

Масса гидроксида натрия = объем × плотность = 80 мл × 1,24 г/мл = 99,2 г

Теперь найдем количество молей гидроксида натрия, используя молярную массу NaOH:

Молярная масса NaOH = 22,99 г/моль + 16 г/моль + 1 г/моль = 39,99 г/моль

Количество молей NaOH = масса гидроксида натрия / молярная масса NaOH = 99,2 г / 39,99 г/моль ≈ 2,48 моль

Так как бромоводород молекулярный и его масса равна молярной массе, то количество молей гидроксида натрия будет равно количеству молей бромоводорода.

Теперь определим массу фенола и количество молей фенола:

Масса фенола = 12,14 г
Молярная масса C6H5OH (фенол) = 12 г/моль + 5 × 1 г/моль + 16 г/моль = 94 г/моль
Количество молей фенола = масса фенола / молярная масса C6H5OH = 12,14 г / 94 г/моль ≈ 0,13 моль

Теперь найдем количество молей бромоводорода:

Количество молей бромоводорода = количество молей гидроксида натрия = 2,48 моль

Теперь можно сравнить количество молей фенола и бромоводорода, чтобы определить, какой компонент является ограничивающим:

Ограничивающий реагент: фенол

Теперь найдем массу продукта реакции (бромфенола):

Масса бромфенола = количество молей фенола × молярная масса C6H5Br = 0,13 моль × (12 г/моль + 5 × 1 г/моль + 80 г/моль) ≈ 14,3 г

Найдем процентный выход продукта реакции:

Процентный выход продукта = (масса продукта / масса теоретической продукта) × 100% = (14,3 г / 14,3 г) × 100% = 100%

Демонстрация: Каков процентный выход продукта реакции между 9,76 г бензойной кислоты и избытком серной кислоты, если количество выделившегося серного ангидрида достаточно для нейтрализации 50 мл 15%-ного водного раствора натрия гидроксида с плотностью 1,10 г/мл?

Совет: Для решения задач по реакциям и компонентам, важно знать молекулярные массы всех реагентов, а также учитывать их количество молей. Также полезно помнить о том, что ограничивающий реагент определяет, сколько продукта будет образовано.

Задание для закрепления: Каков процентный выход продукта реакции между 25 г метана (CH4) и избытком кислорода (O2), если количество образовавшейся воды (H2O) составило 18 г? Молярные массы: CH4 = 16 г/моль, O2 = 32 г/моль, H2O = 18 г/моль.