Question

На нейтрализацию смеси фенола с уксусной кислотой израсходовали 23,4 мл раствора с массовой долей W(NaOH)=40% и плотностью ρ=1,2 г/см³. Такой же объем смеси реагирует с HNO₃ массой 18,9 г с образованием тринитрофенола. Определить массовую долю W фенола в смеси.

Answer 1

Чтобы определить массовую долю W фенола в смеси, сначала нужно рассчитать количество NaOH, использованного в реакции. Поскольку объем раствора задан, мы можем рассчитать массу NaOH, исходя из массовой доли W и плотности раствора:

масса NaOH = 23,4 мл * 1,2 г/см³ * 0,4 = 12,7 г.

Далее необходимо рассчитать количество кислоты в смеси. Поскольку реакция происходит между NaOH и смесью кислот, количество кислоты равно количеству NaOH: 12,7 г.

Наконец, нужно рассчитать массовую долю W фенола в смеси. Общая масса кислоты в смеси составляет 12,7 г, а количество фенола в смеси равно количеству HNO₃, использованной в реакции, что составляет 18,9 г. Таким образом, массовая доля W фенола в смеси составляет 18,9 г/12,7 г = 1,49, или 149%.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать информацию о том, что натриевый гидроксид (NaOH) был использован для нейтрализации смеси фенола с уксусной кислотой, а затем тот же объем смеси реагировал с HNO₃ для образования тринитрофенола. Мы можем начать с расчета количества мольей NaOH, затраченных на нейтрализацию смеси.

1. Найдем массу NaOH, используя его массовую долю и объем раствора: Масса NaOH = Массовая доля × Объем × Плотность Масса NaOH = 0.4 × 23.4 г

2. Найдем количество мольей NaOH, зная его молярную массу (40 г/моль): Количество мольей NaOH = Масса NaOH / Молярная масса NaOH

3. Поскольку NaOH был использован для нейтрализации фенола, он реагировал с фенолом в соответствии с уравнением: C6H5OH (фенол) + NaOH → C6H5ONa (натриевый феноксид) + H2O

   Одна моль фенола реагирует с одной молью NaOH.

4. Теперь мы знаем количество мольей фенола в смеси.

5. Зная, что такой же объем смеси реагировал с HNO₃ массой 18,9 г для образования тринитрофенола (C6H2(NO2)3OH), мы можем найти количество мольей тринитрофенола, используя его молярную массу.

6. С учетом того, что одна моль фенола реагирует с тремя молью HNO₃ для образования одной моли тринитрофенола, мы можем найти количество мольей HNO₃, затраченных на реакцию.

7. Известно, что молярная масса HNO₃ равна 63 г/моль. Теперь мы можем найти массу HNO₃, которая была использована.

8. Найдем массовую долю фенола в смеси, используя массу фенола и общую массу смеси:

   Массовая доля фенола = (Масса фенола / Общая масса смеси) × 100%

Теперь давайте выполним вычисления:

1. Масса NaOH = 0.4 × 23.4 г = 9.36 г
2. Количество мольей NaOH = 9.36 г / 40 г/моль = 0.234 моль

Так как NaOH и фенол реагируют 1:1, количество мольей фенола также равно 0.234 моль.

3. Масса тринитрофенола = 18.9 г
4. Количество мольей тринитрофенола = 18.9 г / (213.03 г/моль) ≈ 0.0889 моль

Поскольку каждый моль тринитрофенола образуется из 3 моль фенола, количество мольей HNO₃ равно 3 * 0.0889 моль = 0.2667 моль.

5. Масса HNO₃ = Количество мольей × Молярная масса = 0.2667 моль × 63 г/моль = 16.80 г

Теперь мы знаем, что в смеси было 18.9 г HNO₃ и 9.36 г NaOH, а значит общая масса смеси составляет 18.9 г + 9.36 г = 28.26 г.

Теперь мы можем найти массовую долю фенола:

Массовая доля фенола = (Масса фенола / Общая масса смеси) × 100% Массовая доля фенола = (9.36 г / 28.26 г) × 100% ≈ 33.08%

Таким образом, массовая доля фенола в смеси составляет около 33.08%.