Как составить уравнение окислительно-восстановительной реакции для окисления всех атомов углерода в реакции с 2-метилпропеном и KMnO4, а также привести электронный баланс? Сколько граммов ацетона образуется из 4,48 л (н. у.) 2-метилпропена, если выход продукта составляет 75%?

Химия 11 класс Окислительно-восстановительные реакции окислительно-восстановительная реакция уравнение реакции 2-метилпропен KMnO4 электронный баланс ацетон выход продукта химия расчет массы Объём газа Новый

Чтобы составить уравнение окислительно-восстановительной реакции для окисления 2-метилпропена (C4H8) с помощью перманганата калия (KMnO4), необходимо учитывать, что в данной реакции 2-метилпропен будет окисляться до ацетона (C3H6O).

Шаг 1: Составление уравнения реакции

Для начала напишем уравнение реакции:

• 2-метилпропен (C4H8) + KMnO4 → ацетон (C3H6O) + продукты окисления

Однако, для более точного уравнения нужно учесть, что KMnO4 в кислой среде будет окислять углеродные атомы в 2-метилпропене до ацетона. В результате реакции мы получаем:

• 2 C4H8 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 2 C3H6O + 2 MnSO4 + K2SO4 + 4 H2O

Шаг 2: Электронный баланс

Теперь проведем электронный баланс. Перманганат калия (KMnO4) в кислой среде восстанавливается, и его марганец (Mn) переходит с +7 до +2. Таким образом, изменение валентности марганца можно записать как:

• MnO4- + 8e- + 8H+ → Mn2+ + 4H2O

В данной реакции каждый атом марганца получает 5 электронов, и поскольку у нас 2 молекулы KMnO4, общее количество электронов будет:

• 2 * 5 = 10 электронов

Шаг 3: Расчет массы ацетона

Теперь, чтобы рассчитать, сколько граммов ацетона образуется из 4,48 л 2-метилпропена, сначала найдем количество молей 2-метилпропена. При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает 22,4 л:

• Количество молей = Объем / 22,4 = 4,48 л / 22,4 л/моль ≈ 0,2 моль

Согласно уравнению реакции, 2 моля 2-метилпропена дают 2 моля ацетона. Таким образом, количество ацетона, образующегося из 0,2 моль 2-метилпропена, будет также 0,2 моль.

Теперь найдем массу ацетона. Молярная масса ацетона (C3H6O) составляет:

• 12*3 (углерод) + 1*6 (водород) + 16 (кислород) = 36 + 6 + 16 = 58 г/моль

Следовательно, масса ацетона, который может быть получен из 0,2 моль, будет:

• Масса = Количество молей * Молярная масса = 0,2 моль * 58 г/моль = 11,6 г

Однако, учитывая, что выход продукта составляет 75%, фактическая масса ацетона будет:

• Фактическая масса = 11,6 г * 0,75 = 8,7 г

Ответ: Из 4,48 л 2-метилпропена при выходе 75% образуется 8,7 граммов ацетона.