Каково содержание этанола и бутанола в исходной смеси спиртов массой 21,3 г, когда был добавлен натрий и образовался

Химия: Расчет массовой доли вещества

Описание: Для решения этой задачи нам необходимо использовать принцип сохранения массы и уравнения реакции между натрием и спиртами в кислой среде.

В данной задаче мы знаем массу исходной смеси спиртов (21,3 г) и объем выделившегося водорода (6,72 мл при нормальных условиях). Натрий вступает в реакцию со спиртами с образованием водорода и соответствующих солей.

Алгоритм решения данной задачи следующий:

1. Найдем количество вещества выделившегося водорода, используя его объем и уравнение состава водорода из v = n * V / Vm, где v - количество вещества водорода, V - объем водорода, Vm - объем моля газа при нормальных условиях (V = 22400 мл/моль).
2. Найдем количество вещества натрия, используя его стехиометрический коэффициент из уравнения реакции (2Na + 2ROH -> 2RNa + H2).
3. Найдем количество вещества спиртов в исходной смеси, вычитав количество вещества натрия из общего количества вещества в реакционной смеси.
4. Рассчитаем массовую долю каждого спирта в исходной смеси спиртов, разделив количество вещества каждого спирта на общее количество вещества и умножив на 100%.

Демонстрация:
Дано: Масса исходной смеси спиртов = 21,3 г
Объем выделившегося водорода = 6,72 мл

Решение:
1. Вычислим количество вещества водорода:
v = n * V / Vm
v = 6,72 мл * (1 моль / 22400 мл/моль) = 0,0003 моль

2. Выразим количество вещества натрия:
Из уравнения реакции 2Na + 2ROH -> 2RNa + H2 следует, что соотношение между натрием и водородом равно 2:1. Таким образом, количество вещества натрия равно половине количества вещества водорода.
n(Na) = 0,0003 моль * 0,5 = 0,00015 моль

3. Определим количество вещества спиртов:
Общее количество вещества в реакционной смеси будет равно количеству вещества натрия, так как он вступает в реакцию со всеми спиртами из исходной смеси.
n(ROH) = n(Na) = 0,00015 моль

4. Рассчитаем массовую долю каждого спирта в смеси:
Массовая доля каждого спирта определяется как отношение его массы к массе всей исходной смеси и умножением на 100%.
Массовая доля этанола = (масса этанола / масса исходной смеси) * 100%
Массовая доля бутанола = (масса бутанола / масса исходной смеси) * 100%

Совет: В данном случае, важно внимательно следить за правильным использованием формул для расчетов массовых долей и не забыть учесть все полученные данные. Также, можно использовать таблицу со стехиометрической информацией о реакциях, чтобы убедиться в правильности образования продуктов.

Упражнение:
Масса исходной смеси спиртов составляет 35 г, количество натрия, добавленного к смеси равно 0,04 моль, объем выделившегося водорода при н. у. равен 12,8 мл. Рассчитайте содержание этанола и метанола в исходной смеси по массе и объему.