Вправа 107. Як пояснити те, що гліцерол, на відміну від пропанолів, є в’язкою рідиною й не має запаху? В’язкість гліцеролу, порівняно з пропанолом, зумовлена наявністю трьох гідроксильних груп. За їхньою участю утворюється більше водневих зв’язків, ніж в пропанолу.
Вправа 108. Як розрізнити водні розчини етанолу і гліцеролу за допомогою хімічної реакції? За допомогою якісної реакції на багатоатомні спирти (на фрагмент молекули –СНОН–СНОН–), яка полягає у взаємодії гліцеролу зі щойно добутим за реакцією обміну осадом купрум (II) гідроксиду, в результаті реакції утворюється прозорий розчин яскраво-синього кольору.
Вправа 109. Який максимальний об’єм водню (н.у.) можна добути із 0,1 моль гліцеролу за реакцією з натрієм? (Усно.)
Відомо: n(C3H5(OH)3)=0,1 моль
Знайти: m(H2)-?
Розв'язування
І спосіб
Складаємо рівняння реакції:
0,1 моль х л
2С3Н5(ОН)3 + 6Na -> 2С3Н5(ОNa)3 + 3Н2↑
2 моль 3•22,4 л
x=V(H2)=0,1 моль • 3•22,4 л : 2 моль=3,36 л
ІІ спосіб
Складаємо рівняння реакції:
2С3Н5(ОН)3 + 6Na -> 2С3Н5(ОNa)3 + 3Н2↑
За рівнянням реакції n(C3H5(OH)3):n(H2)=2:3, тому
n(H2)=3•n(C3H5(OH)3):2=3•0,1 моль : 2=0,15 моль
V(H2)=n(H2)•VM=0,15 моль•22,4 л/моль=3,36 л
Відповідь: 3,36 л
Вправа 110. Обчисліть масову частку гліцеролу у водному розчині, якщо молекул води в ньому в 10 разів більше, ніж молекул спирту.
Відомо: N(H2O):N(C3H5(OH)3)=10:1
Знайти: ω(C3H5(OH)3)-?
Розв'язування
Нехай гліцерол взято в кількості речовини 1 моль.
M(C3H5(OH)3)=92 г/моль
m(C3H5(OH)3)=n(C3H5(OH)3)•M(C3H5(OH)3)=1 моль•92 г/моль=92 г
За умовою задачі молекул води в 10 разів більше, значить й кількість речовини води у 10 разів більша, ніж кількість речовини гліцеролу, тому n(H2O)=10 моль.
M(H2O)=18 г/моль
m(H2O)=n(H2О)•M(H2O)=10 моль•18 г/моль=180 г
m(розчину)=m(C3H5(OH)3)+m(H2O)=92 г + 180 г = 272 г
ω(C3H5(OH)3)=m(C3H5(OH)3)/m(розчину)=92 г : 272 г=0,338, або 33,8%
Відповідь: 33,8%
Вправа 111. У результаті взаємодії натрію, взятого в надлишку, із 46 г трьохатомного спирту утворилося 0,75 моль водню. Виведіть формулу спирту.
Відомо: m(CnH2n+2O3)=46 г, n(H2)=0,75 моль
Знайти: формула CnH2n+2O3-?
Розв'язування
Складаємо рівняння реакції у загальному вигляді:
2СnН2n+2О3 + 6Na -> 2СnН2n-1О3Na3 + 3Н2↑
n(CnH2n+2O3):n(H2)=2:3, тому n(CnH2n+2O3)=2•n(H2):3=2•0,75 моль:3=0,5 моль
M(CnH2n+2O3)=m(CnH2n+2O3):n(CnH2n+2O3)=46 г : 0,5 моль=92 г/моль
Mr(CnH2n+2O3)=92
Мr(СnH2n+2O3)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+3•Ar(O)=12n+2n+2+3•16=14n+50
14n+50=92; n=(92-50):14=42:14=3
Відповідь: формула спирту С3Н8О3, або C3H5(ОH)3
Вправа 112. Під час спалювання 1 моль спирту утворилося 2 моль вуглекислого газу. Який спирт було взято?
Відомо: n(CхHуOz)=1 моль, n(СО2)=2 моль
Знайти: х-?
Розв'язування
За умовою задачі n(CхHуOz):n(СО2)=1:2
Складаємо рівняння реакції у загальному вигляді:
1 моль 2 моль
СxНyОz + (x/2+y/4+z/2)O2 -> xСO2 + (y/2)Н2O
1 моль x моль
За рівнянням реакції n(CхHуOz):n(СО2)=1:х, тому х=2
При х=2, отримаємо формули двох насичених спиртів: С2H6O, або С2H5OН та С2H6O2, або С2H4(OН)2.
Відповідь: С2Н5ОН і C2H4(ОH)2
Чи має задача єдиний розв’язок? Ні. Відповідь аргументуйте. Для уточнення істинної формули спирту недостатньо вихідних даних.
Вправа 113. Знайдіть формулу двохтомного спирту, якщо при спалюванні 6,2 г цієї сполуки утворилося 5,4 г води.
Відомо: m(CnH2n(ОН)2)=6,2 г, m(H2О)=5,4 г
Знайти: формула CnH2n(ОН)2-?
Розв'язування
I cпосіб
M(H2O)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O)•M(H2O)=5,4 г : 18 г/моль=0,3 моль
Складаємо рівняння реакції у загальному вигляді:
СnН2n(ОН)2 + О2 -> nСО2 + (n+1)Н2О
За рівнянням реакції n(CnH2n(OH)2):n(H2O)=1:(n+1), тому
n(CnH2n(OH)2)=n(H2O):(n+1)=0,3 моль:(n+1)=0,3/(n+1) моль
M(CnH2n(OH)2)=m(CnH2n(OH)2):n(CnH2n(OH)2)=6,2 г : 0,3/(n+1) моль=
=20•(n+1) г/моль
Mr(CnH2n(OH)2)=20•(n+1)
Мr(СnH2n(OH)2)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+2•Ar(O)=12n+2n+2+2•16=14n+34
14n+34=20•(n+1)
14n+34=20n+20
20n-14n=34-20
6n=14
n=14:6
n=2,32≈2
ІІ спосіб
Складаємо рівняння реакції у загальному вигляді:
6,2 г 5,4 г
СnН2n(ОН)2 + О2 -> nСО2 + (n+1)Н2О
14n+34 г 18n+18 г
М(СnH2n(OH)2)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+2•Ar(O)=12n+2n+2+2•16=14n+34 г/моль,
маса 1 моль=14n+34 г
M(H2O)=18 г/моль, маса 1 моль=18 г, а маса n+1 моль=18(n+1) г=18n+18 г
Cкладаємо пропорцію і розв'язуємо її:
6,2 : (14n+34) = 5,4 : (18n+18)
6,2 • (18n+18) = 5,4 г • (14n+34)
111,6n + 111,6 = 75,6n + 183,6
111,6n - 75,6n = 183,6 -111,6
36n=72
n=72 : 36
n=2
Відповідь: формула спирту C2H4(ОH)2