Какова молекулярная формула предельного одноатомного спирта, если при взаимодействии 18,5 г этого спирта с избытком металлического натрия выделилось 2,8 л (н.у.) газа?
Химия 11 класс Органическая химия. Спирты молекулярная формула спирта предельный одноатомный спирт взаимодействие спирта с натрием газ при реакции спирта химия 11 класс расчет массы спирта химические реакции газообразные продукты реакции
Чтобы определить молекулярную формулу предельного одноатомного спирта, давайте разберем задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Определение количества выделившегося газаПри взаимодействии спирта с натрием выделяется водород (H2). Из условия задачи известно, что выделилось 2,8 л газа при нормальных условиях (н.у.).
По закону Бойля-Мариотта и уравнению состояния идеального газа, 1 моль газа занимает 22,4 л при н.у. Поэтому, чтобы найти количество молей водорода, выделившегося в реакции, используем следующую формулу:
Количество молей (n) = Объем газа (V) / Объем 1 моля газа (Vм)
Подставляем известные значения:
n(H2) = 2,8 л / 22,4 л/моль = 0,125 моль
Шаг 2: Определение количества спиртаПо уравнению реакции между спиртом (R-OH) и натрием (Na) можно записать следующее уравнение:
2 R-OH + 2 Na → 2 R-O-Na + H2
Из уравнения видно, что 2 моль спирта реагируют с 2 молями натрия, выделяя 1 моль водорода. Таким образом, 1 моль спирта выделяет 0,5 моль водорода.
Следовательно, количество молей спирта (n(R-OH)) можно найти по следующей формуле:
n(R-OH) = 2 * n(H2) = 2 * 0,125 моль = 0,25 моль
Шаг 3: Определение молекулярной массы спиртаТеперь мы можем найти молекулярную массу спирта, используя массу, указанную в условии задачи:
Молярная масса (M) = Масса (m) / Количество молей (n)
Подставляем известные значения:
M = 18,5 г / 0,25 моль = 74 г/моль
Шаг 4: Определение молекулярной формулыПредельные одноатомные спирты имеют общую формулу CnH2n+1OH, где n - количество углеродных атомов. Для определения n, мы можем использовать молекулярную массу.
Молекулярная масса спирта CnH2n+1OH = 12n + (2n + 1) + 16 = 14n + 17.
Теперь приравняем это к найденной молекулярной массе:
14n + 17 = 74.
Решим уравнение:
Так как n должно быть целым, округляем до 4. Следовательно, мы имеем 4 углерода.
Шаг 5: Запись окончательной молекулярной формулыТеперь подставляем n = 4 в формулу CnH2n+1OH:
C4H2(4)+1OH = C4H9OH.
Таким образом, молекулярная формула предельного одноатомного спирта, который мы искали, будет C4H10O.
Ответ: Молекулярная формула предельного одноатомного спирта - C4H10O.