Вправа 198. Які органічні сполуки називають спиртами? Спирти — похідні вуглеводнів, молекули яких містять одну або кілька гідроксильних груп.
Охарактеризуйте склад молекул спиртів. Молекули спиртів складаються з двох частин - вуглеводневого залишку (групи атомів Карбону і Гідрогену) та гідроксильної групи (групи атомів Оксигену та Гідрогену).
Вправа 199. Як впливають водневі зв’язки, в яких беруть участь молекули етанолу, на фізичні властивості сполуки? Спирт має необмежену розчинність у воді і значно вищу температуру кипіння, ніж етан - вуглеводень, від якого походить етанол.
Температура кипіння етанолу при нормальному тиску +78,3 °С, а етана (–89 °С).
Вправа 200. Чому, на вашу думку, етанол, маючи в молекулі гідроксильну групу, не виявляє основних властивостей, як, наприклад, натрій гідроксид? Під дією молекули води йонний зв'язок між Na+ i OH- руйнується і в розчин переходять гідратовані йони ОН-, які зумовлюють основні (лужні) властивості розчину. При розчиненні спиртів ковалентний полярний зв'язок між вуглеводневим залишком і гідроксильною групою ОН не руйнується, тому етанол не виявляє основних властивостей.
Вправа 201. Змішали однакові кількості речовини етанолу і води. Обчисліть масові частки обох сполук у розчині, який утворився.
Відомо: n(C2H5OH)=n(H2O). Знайти: w(C2H5OH)-?, w(H2O)-?
Розв'язування:
І спосіб
M(C2H5OH)=Mr(C2H5OH)=2•Ar(C)+6•Ar(H)+Ar(O)=2•12+6•1+16=46 г/моль,
M(H2O)=Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18 г/моль
Припустимо, що n(C2H5OH)=n(H2O)=1 моль. Молярна маса - це маса 1 моль сполуки, тому m(С2Н5ОН)=46 г і m(Н2О)=18 г.
Знаходимо масу розчину:
m(розчину)=m(С2Н5ОН)+m(Н2О)=46 г+18 г=64 г.
Обчислюємо масові частки сполук у розчині за формулою w=m(сполуки)/m(розчину):
w(С2Н5ОН)=m(С2Н5ОН)/m(розчину)=46 г : 64 г = 0,72 або 72%
Масову частку води в розчині можна знайти так:
w(Н2О)=100% - w(С2Н5ОН)=100% - 72%=28%
або так:
w(Н2О)=1 - w(С2Н5ОН)=1 - 0,72=0,28
чи так:
w(Н2О)=m(Н2О)/m(розчину)=18 г : 64 г = 0,28 або 28%
ІІ спосіб
Припустимо, що n(C2H5OH)=n(H2O)=х моль.
З формули n=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо m=n•M.
Mr(C2H5OH)=2•Ar(C)+6•Ar(H)+Ar(O)=2•12+6•1+16=46, М(С2Н5ОН)=46 г/моль
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, М(Н2О)=18 г/моль
m(С2Н5ОН)=n(С2Н5ОН)•M(С2Н5ОН)=х моль • 46 г/моль = 46х г
m(Н2О)=n(Н2О)•M(Н2О)=х моль • 18 г/моль = 18х г
Знаходимо масу розчину:
m(розчинуі)=m(С2Н5ОН)+m(Н2О)=46х г+18х г=64х г.
Обчислюємо масові частки сполук у розчині за формулою w=m(сполуки)/m(розчину):
w(С2Н5ОН)=m(С2Н5ОН)/m(розчину)=46х г : 64х г = 0,72 або 72%
Масову частку води в розчині можна знайти так:
w(Н2О)=100% - w(С2Н5ОН)=100% - 72%=28%
або так:
w(Н2О)=1 - w(С2Н5ОН)=1 - 0,72=0,28
чи так:
w(Н2О)=m(Н2О)/m(розчину)=18х г : 64х г = 0,28 або 28%
Відповідь: w(С2Н5ОН)=0,72 або 72%, w(Н2О)=0,28 або 28%