Олимпиадная задачка. помогите решить вроде простая но не получается

Question

Олимпиадная задачка. помогите решить вроде простая но не получается

Татьяна Капитанова Гуру (2503), закрыт 11 месяцев назад

При взаимодействии избытка металлического натрия с 23,8 г смеси бутанола–2 с насыщенным двухатомным спиртом выделилось 4,48 л газа. При сжигании такого же количества этой смеси в избытке кислорода образуется 27 г воды. Напишите возможные структурные формулы взятого двухатомного спирта.

Answer 1

При взаимодействии избытка металлического натрия с 23,8 г смеси бутанола–2 с насыщенным двухатомным спиртом выделилось 4,48 л газа. При сжигании такого же количества этой смеси в избытке кислорода образуется 27 г воды.

2*4,48/22,4= 0,4 - это кол-во гидроксогрупп и их кислородов в молях
27/18=1,5 моль воды или 3 моля Н всего в смеси
Обозначим кол-во молей спиртов в смеси x и y.
x*m(С4Н10О)+y*m(C2H6O2)=23,8
x*(12*4+10+16)+y*(24+6+32)=23.8
74x+62y=23.8 - для 2-х атомного спирта!
74x+62y+14yn=23.8 для 2+n спирта

10x + 6y + 2ny = 3 для 2+n спирта
1x + 2y = 0.4 для 2+n спирта

Три уравнения, три неизвестных., n - целое
Загоняем в Вольфрам
n=2
x=1/5
y=1/10
Спирт - Бутандиол-1,4 бутандиол-2,3, б-ол-1,2, или 2-метилпропандиол-1,2 или 2-метилпропандиол-1,3

Answer 2

Дано:
масса смеси бутанола-2 и двухатомного спирта = 23,8 г
объем выделившегося газа = 4,48 л
масса образовавшейся воды = 27 г

Переведем объем газа в условия стандартного давления и температуры (273 К и 1 атм):
V = 4,48 л = 4,48/22,4 = 0,2 моль
По уравнению реакции:
2Na + 2ROH → 2RОNa + Н2
одна моль Na реагирует с двумя молями ROH, то есть масса смеси ROH равна:
m(ROH) = (23,8/2) - m(Na) = 11,9 - m(Na)
где m(Na) - масса натрия, реагирующего с данным количеством ROH.

Рассчитаем количество моль воды, образовавшейся при сжигании 0,2 моль смеси бутанола-2 и двухатомного спирта:
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 27 / 18 = 1,5 моль

По уравнению реакции сжигания смеси:
C4H9OH + 6O2 → 4CO2 + 5H2O
одна моль смеси C4H9OH и двухатомного спирта дает 5 моль воды, следовательно, количество моль двухатомного спирта равно:
n(ROH) = n(H2O) / 5 = 0,3 моль

Масса этих 0,3 моль двухатомного спирта равна:
m(ROH) = n(ROH) * M(ROH)

Осталось определить структуру двухатомного спирта, для этого рассмотрим возможные варианты:
1. Этанол (C2H5OH), двухатомный спирт, взаимодействие с Na дает NaC2H5O и H2.
2. Пропанол-1 (C3H7OH), трехатомный спирт, взаимодействие с Na дает NaC3H7O и H2.
3. Пропанол-2 (CH3CHOHCH3), трехатомный спирт, взаимодействие с Na дает NaCH3CH(OCH3) и H2.

Таким образом, возможными структурными формулами взятого двухатомного спирта являются: этанол (C2H5OH), пропанол-1 (C3H7OH), пропанол-2 (CH3CHOHCH3).

Answer 3

Sebastian Pereira Просветленный (27939) 12 месяцев назад

C3H8O2

Answer 4

Сначала найдем количество использованного бутанола-2. Для этого рассмотрим реакцию с натрием:

C4H9OH + Na → C4H9ONa + ½H2↑

Молярная масса бутанола-2: 74 г/моль

Найдем количество молей бутанола-2:

n(C4H9OH) = m/M = 23,8/74 ≈ 0,32 моль

Так как взаимодействие происходит с избытком натрия, то вся масса генерируемого гидрогена будет соответствовать количеству генерируемого гидрогена в реакции выше. Найдем количество молей гидрогена:

n(H2) = V/22,4 = 4,48/22,4 ≈ 0,2 моль

Отношение количества молей водорода к количеству молей бутанола-2 будет соответствовать коэффициенту при гидрогене в уравнении реакции с натрием:

n(C4H9OH) : n(H2) = 1 : 0,5

n(C4H9OH) = 0,5n(H2) = 0,1 моль

Масса использованного бутанола-2:

m(C4H9OH) = n(M) = 0,1 x 74 = 7,4 г

Для сжигания этого количества бутанола-2 понадобится такое же количество кислорода:

C4H9OH + 6O2 → 4CO2 + 5H2O

Масса образованной воды: 27 г, а значит количество молей воды:

n(H2O) = m/M = 27/18 ≈ 1,5 моль

Количество молей бутанола-2 можно найти по соотношению количества молей воды и бутанола-2 в уравнении:

n(C4H9OH) : n(H2O) = 1 : 5

n(C4H9OH) = 0,3 моль

Откуда следует, что соотношение количества молей бутанола-2 и генерируемого гидрогена должно быть таким:

n(C4H9OH) : n(H2) = 1 : 2

Такое соотношение будет выполнено только в том случае, если используется двухатомный спирт, например, этанол (C2H5OH).