Упражнение 107 Как объяснить то, что глицерол, в отличие от пропанолов, является вязкой жидкостью и не имеет запаха? Вязкость глицерола, в отличие от пропанолов, обусловлена наличием в каждой молекуле трех гидроксильных групп. С их участием образуется больше водородных связей, чем в пропанолах
Упражнение 108 Как различить водные растворы этанола и глицерола с помощью химической реакции? С помощью качественной реакции на многоатомные спирты (на фрагмент молекулы -СНОН-СНОН-). Если к только что полученому по реакции обмена осадку купрум (II) гидроксида добавить водный раствор глицерола, то осадок растворится, а жидкость приобретет ярко-синий цвет
Упражнение 109 Какой максимальный объем водорода (н.у.) можно получить из 0,1 моль глицерола с помощью реакции с натрием? (Устно.)
Дано: n(C3H5(OH)3)=0,1 моль
Найти: m(H2)-?
Решение
І способ
Составляем уравнение реакции:
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 способ
Составляем уравнение реакции:
2С3Н5(ОН)3 + 6Na -> 2С3Н5(ОNa)3 + 3Н2↑
По уравнению реакции n(C3H5(OH)3):n(H2)=2:3, поэтому
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
Ответ: 3,36 л
Упражнение 110 Вычислите массовую долю глицерола в водном растворе, если молекул воды в нем в 10 раз больше, чем молекул спирта.
Дано: N(H2O):N(C3H5(OH)3)=10:1
Найти: ω(C3H5(OH)3)-?
Решение
Пусть глицерол взято в количестве вещества 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
По условию задачи молекул воды в 10 раз больше, значит и количества вещества воды у 10 раз больше, чем количества глицерола, поэтому n(H2O)=10 моль.
M(H2O)=18 г/моль
m(H2O)=n(H2О)•M(H2O)=10 моль•18 г/моль=180 г
m(раствора)=m(C3H5(OH)3)+m(H2O)=92 г + 180 г = 272 г
ω(C3H5(OH)3)=m(C3H5(OH)3)/m(раствора)=92 г : 272 г=0,338, або 33,8%
Ответ: 33,8%
Упражнение 111 В результате взаимодействия натрия, взятого в избытке, с 46 г трехтомного спирта образовалось 0,75 моль водорода. Выведите формулу спирта.
Дано: m(CnH2n+2O3)=46 г, n(H2)=0,75 моль
Найти: CnH2n+2O3-?
Решение
Составляем уравнение реакции в общем виде:
2СnН2n+2О3 + 6Na -> 2СnН2n-1О3Na3 + 3Н2↑
n(CnH2n+2O3):n(H2)=2:3, поэтому
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
Ответ: формула спирта С3Н8О3, или C3H5(ОH)3
Упражнение 112 При сжигании 1 моль спирта образовалось 2 моль углекислого газа. Какой спирт был взят?
Дано: n(CхHуOz)=1 моль, n(СО2)=2 моль
Найти: х-?
Решение
По условию задачи n(CхHуOz):n(СО2)=1:2
Составляем уравнение реакции в общем виде:
1 моль 2 моль
СxНyОz + (x/2+y/4+z/2)O2 -> xСO2 + (y/2)Н2O
1 моль x моль
По уравнению реакции n(CхHуOz):n(СО2)=1:х, поэтому х=2
При х=2, получим формулы двух насыщенных спиртов: С2H6O, или С2H5OН и С2H6O2, или С2H4(OН)2.
Ответ: С2Н5ОН и C2H4(ОH)2
Имеет ли задача единственное решение? Нет
Ответ аргументируйте. Для уточнения истинной формулы спирта недостаточно исходных данных
Упражнение 113 Найдите формулу двухатомного спирта, если при сжигании 6,2 г этого вещества образовалось 5,4 г воды.
Дано: m(CnH2n(ОН)2)=6,2 г, m(H2О)=5,4 г
Найти: формулу CnH2n(ОН)2-?
Решение
I cпособ
M(H2O)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O)•M(H2O)=5,4 г : 18 г/моль=0,3 моль
Составляем уравнение реакции в общем виде:
СnН2n(ОН)2 + О2 -> nСО2 + (n+1)Н2О
По уравнению реакции n(CnH2n(OH)2):n(H2O)=1:(n+1), поэтому
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 способ
Составляем уравнение реакции в общем виде:
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,
масса 1 моль=14n+34 г
M(H2O)=18 г/моль, масса 1 моль=18 г, а масса n+1 моль=18(n+1) г=18n+18 г
Cоставляем пропорцию и решаем её:
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
Ответ: формула спирта C2H4(ОH)2