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 Новый

Чтобы определить молекулярную формулу предельного одноатомного спирта, давайте разберем задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Определение количества выделившегося газа

При 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 спирта

По 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 спирта

Теперь 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 формулы

Предельные 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:

1. 14n = 74 - 17
2. 14n = 57
3. n = 57 / 14 ≈ 4,07.

Так как n должно быть целым, округляем до 4. Следовательно, мы имеем 4 углерода.

Шаг 5: Запись окончательной молекулярной формулы

Теперь 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.