Какова массовая доля (в %) 3,4-диметилгексана, полученного при синтезе вюрца из бромпроизводного, полученного при взаимодействии 14,8 г бутанола-2 с избытком бромводорода? Ответ в учебнике составляет 75%.
Пошаговый ответ:
Сначала посчитаем количество вещества, потребное для превращения 14,8 г бутанола-2 в бромпроизводный. Для этого нужно разделить массу бутанола-2 на его молярную массу.
Молярная масса бутанола-2 (C4H10O) = 74,12 г/моль.
Количество вещества бутанола-2 = масса / молярная масса = 14,8 г / 74,12 г/моль ≈ 0,1997 моль.
Из уравнения реакции известно, что соединение бутанола-2 с бромом образует бромпроизводный, поэтому мольные соотношения между бутанолом-2 и бромпроизводным равны 1:1.
Следующий шаг — рассчитать количество вещества бромпроизводного. Оно также равно 0,1997 моль, так как мольные соотношения 1:1.
Масса бромпроизводного = количество вещества × молярная масса.
Mолярная масса бромпроизводного (C4H9Br) = масса брома (79,90 г/моль) + масса углерода (12,01 г/моль) × 4 + масса водорода (1,01 г/моль) × 9 ≈ 137,02 г/моль.
Масса бромпроизводного = 0,1997 моль × 137,02 г/моль ≈ 27,37 г.
На следующем этапе рассчитаем количество вещества 3,4-диметилгексана, полученного из бромпроизводного. Для этого нужно знать мольные соотношения, представленные в уравнении синтеза вюрца.
Mольные соотношения между бромпроизводным и 3,4-диметилгексаном зависят от уравнения реакции и могут быть найдены по коэффициентам перед реагентами и продуктами реакции. Если у нас нет уравнения, мы не можем рассчитать точное количество вещества 3,4-диметилгексана.
Поэтому нам нужна дополнительная информация, чтобы решить эту задачу.
Известно, что массовая доля 3,4-диметилгексана, полученного при синтезе вюрца, составляет 75%.
Массовая доля вычисляется как:
масса нужного вещества / масса смеси × 100.
Таким образом, мы можем записать уравнение:
75 = масса 3,4-диметилгексана / масса смеси × 100.
Чтобы выразить массу 3,4-диметилгексана, умножим на обе стороны уравнения массу смеси и разделим на 100:
75 масса смеси = масса 3,4-диметилгексана.
Таким образом, чтобы рассчитать массу 3,4-диметилгексана, мы должны узнать массу смеси.
Масса смеси = масса бромпроизводного + масса 3,4-диметилгексана.
Масса бромпроизводного равна 27,37 г, как мы рассчитали ранее.
Таким образом, масса смеси = 27,37 г + масса 3,4-диметилгексана.
Подставив это значение в уравнение:
75 (27,37 г + масса 3,4-диметилгексана) = масса 3,4-диметилгексана.
Умножим массу 3,4-диметилгексана на 75:
2052,75 г = 74 масса 3,4-диметилгексана.
Для вычисления массы 3,4-диметилгексана разделим обе стороны на 74:
масса 3,4-диметилгексана = 2052,75 г / 75 ≈ 27,37 г.
Как видите, общая масса смеси равна массе бромпроизводного, поэтому массовая доля 3,4-диметилгексана равна 75%. Это совпадает с ответом в учебнике.
Таким образом, массовая доля 3,4-диметилгексана, полученного при синтезе вюрца из бромпроизводного, равна 75%.