Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 3769
2023-11-13 
При окислении смеси бензола и толуола подкисленным раствором перманганата калия при нагревании получено 8,54 г одноосновной органической кислоты. При взаимодействии этой кислоты с избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделился газ, объем которого в 19 раз меньше объема такого же газа, полученного при полном сгорании исходной смеси углеводородов. Определите массы веществ в исходной смеси.
Решение:
Перманганатом калия окисляется только толуол, при этом образуется бензойная кислота:
$5C_{6}H_{5} - CH_{3} + 6KMnO_{4} + 9H_{2}SO_{4} = 5C_{6}H_{5}-COOH + 3K_{2}SO_{4} + 6MnSO_{4} + 14H_{2}O$.
$n(C_{6}H_{5}-COOH) = \frac{8,54}{122} = 0,07 моль = n(C_{6}H_{5} - CH_{3})$.
При взаимодействии бензойной кислоты с гидрокарбонатом натрия выделяется $CO_{2}$:
$C_{6}H_{5}-COOH + NaHCO_{3} = C_{6}H_{5} - COONa + CO_{2} + H_{2}O$.
$n(CO_{2}) = n(C_{6}H_{5} - COOH) = 0,07 моль$.
При сгорании смеси углеводородов $n(CO_{2}) = 0,07 \cdot 19 = 1,33 моль$.
Из этого количества при сгорании толуола по уравнению $C_{6}H_{5} - CH_{3} + 9O_{2} = 7CO_{2} + 4H_{2}$ образуется $0,07 \cdot 7 = 0,49 моль CO_{2}$. Остальные 1,33 моль - 0,49 моль = 0,84 моль $CO_{2}$ образуются при сгорании бензола:
$C_{6}H_{6} + 7,5O_{2} = 6CO_{2} + 3H_{2}O$.
$n(C_{6}H_{6}) = 0,84 моль/6 = 0,14 моль$.
Массы веществ в смеси равны:
$m(C_{6}H_{6}) = 0,14 г - 78 г = 10,92 г$,
$m(C_{6}H_{5} - CH_{3}) = 0,07 моль \cdot 92 г/моль = 6,48 г$.
Ответ: 10,92 г бензола, 6,48 г толуола.
При окислении смеси бензола и толуола подкисленным раствором перманганата калия при нагревании получено 8,54 г одноосновной органической кислоты. При взаимодействии этой кислоты с избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделился газ, объем которого в 19 раз меньше объема такого же газа, полученного при полном сгорании исходной смеси углеводородов. Определите массы веществ в исходной смеси.
Решение:
Перманганатом калия окисляется только толуол, при этом образуется бензойная кислота:
$5C_{6}H_{5} - CH_{3} + 6KMnO_{4} + 9H_{2}SO_{4} = 5C_{6}H_{5}-COOH + 3K_{2}SO_{4} + 6MnSO_{4} + 14H_{2}O$.
$n(C_{6}H_{5}-COOH) = \frac{8,54}{122} = 0,07 моль = n(C_{6}H_{5} - CH_{3})$.
При взаимодействии бензойной кислоты с гидрокарбонатом натрия выделяется $CO_{2}$:
$C_{6}H_{5}-COOH + NaHCO_{3} = C_{6}H_{5} - COONa + CO_{2} + H_{2}O$.
$n(CO_{2}) = n(C_{6}H_{5} - COOH) = 0,07 моль$.
При сгорании смеси углеводородов $n(CO_{2}) = 0,07 \cdot 19 = 1,33 моль$.
Из этого количества при сгорании толуола по уравнению $C_{6}H_{5} - CH_{3} + 9O_{2} = 7CO_{2} + 4H_{2}$ образуется $0,07 \cdot 7 = 0,49 моль CO_{2}$. Остальные 1,33 моль - 0,49 моль = 0,84 моль $CO_{2}$ образуются при сгорании бензола:
$C_{6}H_{6} + 7,5O_{2} = 6CO_{2} + 3H_{2}O$.
$n(C_{6}H_{6}) = 0,84 моль/6 = 0,14 моль$.
Массы веществ в смеси равны:
$m(C_{6}H_{6}) = 0,14 г - 78 г = 10,92 г$,
$m(C_{6}H_{5} - CH_{3}) = 0,07 моль \cdot 92 г/моль = 6,48 г$.
Ответ: 10,92 г бензола, 6,48 г толуола.
