Question

Помогите, Очень Срочно В смесь бензола, фенола и анилина пропустили сухой газообразный хлороводород. При этом выделилось 3.89 г осадка, который отфильтровали. Фильтрат, промытый небольшим количеством воды от остатков хлороводорода, обработали 7,2 мл раствора с массовой долей гидроксида натрия 10% (ρ = 1,11 г/мл). Определите массовые доли компонентов в исходной смеси, если при сожжении такого же количества ее образовалось 20,5 л (н.у.) газообразных продуктов. Ответ:w(C6H5OH)=15,5%; w(C6H6)=62,5%; w(C6H5NH2)=22%

Answer 1

Дано:
m(осадка)=3.89г
V(NaOH)=7.2мл
p(NaOH)=1.11г/мл
w(NaOH)=10%
V(газов)=20.5л
Найти:
w(C6H6)-?
w(C6H5NH2)-?
w(C6H5OH)-?
Решение:
Молярные массы:
M(C6H6)=78г/моль
M(C6H5OH)=94г/моль
M(C6H5NH2)=93г/моль
1)
Пишем уравнения реакций:
C6H6+HCl-->реакция не идет
C6H5OH+HCl-->реакция не идет
C6H5NH2+HCl--->C6H5NH3Cl
С хлороводородом реагирует только анилин,значит:
m(C6H5NH3Cl)=3.89г
M(C6H5NH3Cl)=129.5г/моль
n(C6H5NH3Cl)=m/M=3.89/129.5=0.03моль
n(C6H5NH2)=n(C6H5NH3Cl)=0.03моль
m(C6H5NH2)=n*M=0.03*93=2.79г
2)
Пишем уравнения реакций:
C6H6+NaOH--->реакция не идет
C6H5OH+NaOH--->C6H5ONa+H2O
C6H5NH2+NaOH--->реакция не идет
m(NaOH)=V*p*w=7.2*1.11*0.1=0.7992г
M(NaOH)=40г/моль
n(NaOH)=m/M=0.7992/40=0.01998моль
n(C6H5OH)=n(NaOH)=0.01998моль
m(C6H5OH)=n*M=0.01998*94=1.88г
3)
Пишем реакции горения:
C6H6+7.5O2--->6CO2+3H2O
C6H5OH+7O2--->6CO2'+3H2O
2C6H5NH2+15.5O2--->12CO2''+7H2O+N2
Выразим объем углекислого газа, который выделился при горении бензола:
V(CO2)=V(газов)-[V(CO2)'+V(CO2)"+V(N2)]
V(CO2)=20.5-[(0.01998*6*22.4)+(0.03*6*22.4)+(0.03/2*22.4)]=20.5-[2.685+4.032+0.336]=13.44л
n(CO2)=V/Vm=13.44/22.4=0.6моль
n(C6H6)=n(CO2)/6=0.6/6=0.1моль
m(C6H6)=n*M=0.1*78=7.8г
4)
Находим массовые доли веществ:
m(смеси)=7.8+1.88+2.79=12.47г
w(C6H6)=7.8/12.47*100%=62.5%
w(C6H5OH)=1.88/12.47*100%=15.1%
w(C6H5NH2)=2.79/12.47*100%=22.4%
С учетом погрешности округления ответы немного другие.
Ответ: w(C6H6)=62.5%;w(C6H5OH)=15.1%;w (C6H5NH2)=22.4%.

Answer 2

Давайте разберемся с этой задачей пошагово.

1. Выделился осадок массой 3.89 г. Этот осадок состоит из хлоридов, образовавшихся в результате реакции хлороводорода с соответствующими компонентами вещества.

2. Далее, фильтрат (жидкость, прошедшая через фильтр с осадком) обработали раствором гидроксида натрия (NaOH) массовой долей 10%. Так как мы знаем объем этого раствора (7.2 мл) и его плотность (1.11 г/мл), мы можем рассчитать массу гидроксида натрия в этом растворе:

   Масса NaOH = объем × плотность × массовая доля = 7.2 мл × 1.11 г/мл × 0.1 = 0.7992 г.

3. Реакция между гидроксидом натрия и хлоридами включает образование соответствующих анионов (как, например, Cl^-), что может привести к освобождению соответствующих соединений (например, бензола, фенола и анилина). Эти соединения будут образовываться из исходных компонентов смеси. При этом, соединения, образующиеся из фенола и анилина, растворимы в воде и останутся в растворе.

4. Поскольку известна масса NaOH, которая прореагировала с хлоридами, можно определить массу всех хлоридов в исходной смеси (так как на каждый моль хлорида приходится один моль хлороводорода):

   Масса хлоридов = Масса NaOH = 0.7992 г.

5. Рассчитаем количество молей хлорида (Cl^-) в массе хлоридов, используя молярную массу NaCl (58.44 г/моль):

   Количество молей хлорида = Масса хлоридов / Молярная масса NaCl = 0.7992 г / 58.44 г/моль ≈ 0.01368 моль.

6. Реакция хлороводорода с бензолом (C6H6) приводит к образованию хлорбензола (C6H5Cl):

   C6H6 + HCl → C6H5Cl + H2.

7. Рассчитаем массу хлорбензола, который образуется из молей хлорида, используя молярную массу хлорбензола (112.56 г/моль):

   Масса хлорбензола = Количество молей хлорида × Молярная масса хлорбензола = 0.01368 моль × 112.56 г/моль ≈ 1.539 г.

8. Оставшаяся масса осадка после образования хлорбензола составляет:

   Масса остатка = Масса осадка - Масса хлорбензола = 3.89 г - 1.539 г ≈ 2.351 г.

9. Эта масса остатка состоит из хлоридов фенола (C6H5OH) и анилина (C6H5NH2).

10. Реакция хлороводорода с фенолом приводит к образованию хлорфенола (C6H5Cl):

    C6H5OH + HCl → C6H5Cl + H2O.

11. Реакция хлороводорода с анилином приводит к образованию хлоранилина (C6H5NHCl):

    C6H5NH2 + HCl → C6H5NHCl + H2.

12. Рассчитаем массу хлорфенола и хлоранилина, используя массу остатка:

    Масса хлорфенола = Масса остатка × доля хлорфенола в остатке,

    Масса хлоранилина = Масса остатка × доля хлоранилина в остатке.

Мы имеем систему уравнений:

Масса хлорфенола + Масса хлоранилина = Масса остатка,

0.0155 Масса хлорфенола + 0.22 Масса хлоранилина = 2.351 г.

Решая эту систему уравнений, можно найти массы хлорфенола и хлоранилина:

Copy code
Масса хлорфенола ≈ 1.105 г,
Масса хлоранилина ≈ 1.246 г.

13. Теперь мы знаем массы хлорбензола, хлорфенола и хлоранилина. Следовательно, массовые доли компонентов в исходной смеси можно рассчитать следующим образом:

scssCopy code
массовая доля хлорбензола = (масса хлорбензола / общая масса исходной смеси) × 100%,

массовая доля хлорфенола = (масса хлорфенола / общая масса исходной смеси) × 100%,

масс