Какова массовая доля фенолата натрия в исходном растворе, если через раствор массой 50 г пропустили избыток углекислого

Тема: Массовая доля фенолата натрия в исходном растворе
Объяснение: Для решения данной задачи, сначала необходимо понять реакции, которые происходят в данной системе. Когда избыток углекислого газа проходит через исходный раствор, происходит реакция образования натриевого фенолата:
NaOH + C6H5OH -> C6H5ONa + H2O
Далее, сухой остаток обрабатывается хлороводородной и бромоводородной кислотами. В этой реакции происходит образование газа:
C6H5ONa + HCl -> C6H5OH + NaCl
C6H5OH + HBr -> C6H5Br + H2O
Выделившийся газ имеет объем 193 см³ (нормальных условий), поэтому мы можем использовать уравнение идеального газа, которое описывает зависимость между объемом, молекулярным количеством и нормальными условиями:

V = (n * R * T) / P

где V - объем газа, n - количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм/моль * К), T - температура в Кельвинах, P - давление газа в атмосферах.

Наша цель - найти количество вещества газа (n), зная объем газа и давление. Решив уравнение относительно n, мы можем определить количество молей газа, которое образуется в реакции.

После этого, используя уравнение реакции образования фенолата натрия, мы можем сопоставить количество молей газа с количеством фенолата натрия, и найти его массовую долю в исходном растворе.

Пример использования:
Дано: масса пропущенного через раствор углекислого газа = 50 г
объем выделенного газа = 193 см³
давление = 1 атм

Решение:
1. Расчет количества молей газа:
V = (n * R * T) / P
193 = (n * 0,0821 * 273) / 1
n = (193 * 1) / (0,0821 * 273) = 8,942 моль

2. Сопоставление количества молей газа и количества фенолата натрия (согласно уравнению реакции):
1 моль C6H5ONa -> 1 моль газа

8,942 моль C6H5ONa -> x
x = 8,942 моль

3. Расчет молекулярной массы фенолата натрия:
Na: 1 атом * 23 г/моль = 23 г/моль
O: 1 атом * 16 г/моль = 16 г/моль
C6H5: 12 атомов * 6 г/моль = 72 г/моль
Na: 1 атом * 23 г/моль = 23 г/моль
Общая молярная масса = 23 + 16 + 72 + 23 = 134 г/моль

4. Расчет массовой доли фенолата натрия в исходном растворе:
Массовая доля = (масса фенолата натрия / масса исходного раствора) * 100%
Масса фенолата натрия = количество молей * молярная масса = 8,942 моль * 134 г/моль = 1199,228 г

Массовая доля = (1199,228 г / 50 г) * 100% = 2398,456% (округлить до 2 десятичных знаков) = 2398,46%

Совет: Для более легкого понимания и решения подобных задач, важно знать основы химии, уметь использовать уравнения реакций и иметь представление о молях и молярных массах различных веществ. Для запоминания уравнений реакций можно использовать картинки или создавать ассоциации между веществами. Также полезно повторить правила расчета молярной массы вещества.

Упражнение:
В исходном растворе, массой 80 г, содержится натриевый гидроксид (NaOH) и некоторый другой вещество. Через раствор пропускают углекислый газ (CO2), при этом образуется осадок, массой 112 г. Найдите массовую долю натриевого гидроксида в исходном растворе. (Молярные массы: NaOH = 40 г/моль, CO2 = 44 г/моль)