Какой был состав исходной смеси спиртов, если масса метанола и пропанола составляла 25,5 г, а при реакции с избытком

Тема: Молекулярная формула исходной смеси спиртов

Объяснение:
Для решения этой задачи нам понадобится использовать концепцию мольной массы и уравнения реакции.

Сперва мы должны установить уравнение реакции между метанолом (CH₃OH) и пропанолом (C₃H₇OH) с натрием (Na):

2 CH₃OH + 2 Na -> 2 CH₄ + 2 NaOH

Затем мы можем выразить массу моль на основе данных задачи. Дано, что масса метанола и пропанола составляет 25,5 г, а мольный вес метанола (CH₃OH) равен 32 г/моль, а пропанола (C₃H₇OH) – 60 г/моль:

Метанол: масса = n × мольный вес = n₁ × 32 г/моль
Пропанол: масса = n × мольный вес = n₂ × 60 г/моль

Учитывая, что общая масса равна 25,5 г, мы можем записать следующее уравнение:

n₁ × 32 г/моль + n₂ × 60 г/моль = 25,5 г

Затем мы должны использовать объем водорода, сгенерированного реакцией с избытком натрия, чтобы определить относительные мольные соотношения между метанолом и пропанолом:

Объем водорода: V = 5,625 л
По идеальному газовому закону PV = nRT, мы можем выразить количество молей водорода (n) с использованием P = 1 атм, T = 273 К и R = 0,0821 л·атм/моль·К:

n = PV/RT = 1 × 5,625/ (0,0821 × 273) моль

Из уравнения реакции, мы знаем, что 2 моля метанола превращаются в 2 моля метана, поэтому соотношение между метанолом и метаном равно 1:1. Значит, отношение моль метанола к моль метана равно:

n₁/N(CH₄) = 1/1

Теперь мы можем использовать полученные данные для решения системы уравнений и определения значений n₁ и n₂:

{ n₁ × 32 г/моль + n₂ × 60 г/моль = 25,5 г
{ n₁ = n₂

Анализируя систему уравнений, мы можем определить, что n₁ = n₂ = 0,1803 моль

Таким образом, состав исходной смеси спиртов можно выразить следующим образом:

Метанол (CH₃OH): масса = n × мольный вес = 0,1803 × 32 г = 5,77 г
Пропанол (C₃H₇OH): масса = n × мольный вес = 0,1803 × 60 г = 10,82 г

Пример использования:
В исходной смеси было 5,77 г метанола и 10,82 г пропанола.

Совет:
Чтобы лучше понять решение подобных задач, рекомендуется понимать основные концепции молекулярной массы и количественных соотношений в химических реакциях. Также рекомендуется обращаться к учебнику или преподавателю, если есть неясности.

Упражнение:
Дана смесь ацетона (CH₃COCH₃) и этанола (C₂H₅OH) массой 50 г. Реакция данной смеси с избытком хлорида водорода приводит к образованию 8 г метилхлорида (CH₃Cl). Каков состав исходной смеси с точки зрения массы?