Номер 257, страница 64 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

257. В результате пропускания алкена массой 18,9 г через избыток разбавленного раствора перманганата калия выпал осадок массой 26,1 г. Установите формулу алкена.

Дано:

$m(алкена) = 18,9$ г
$m(осадка) = 26,1$ г

Найти:

Формулу алкена - ?

Решение:

При пропускании алкена через разбавленный раствор перманганата калия происходит реакция мягкого окисления (реакция Вагнера). Алкен окисляется до двухатомного спирта (диола), а перманганат калия восстанавливается до оксида марганца(IV) $MnO_2$, который выпадает в виде бурого осадка.

Общая формула алкенов — $C_n H_{2n}$. Запишем уравнение реакции в общем виде:$3 C_n H_{2n} + 2 KMnO_4 + 4 H_2O \rightarrow 3 C_n H_{2n}(OH)_2 + 2 MnO_2 \downarrow + 2 KOH$

Осадок, который выпал в ходе реакции, — это оксид марганца(IV) $MnO_2$.

1. Рассчитаем молярную массу оксида марганца(IV):
$M(MnO_2) = M(Mn) + 2 \times M(O) = 55 + 2 \times 16 = 87$ г/моль.

2. Найдем количество вещества (число молей) выпавшего осадка $MnO_2$:
$\nu(MnO_2) = \frac{m(MnO_2)}{M(MnO_2)} = \frac{26,1 \text{ г}}{87 \text{ г/моль}} = 0,3$ моль.

3. По уравнению реакции найдем количество вещества алкена, вступившего в реакцию. Соотношение количеств вещества алкена и оксида марганца(IV) составляет 3:2:
$\nu(C_n H_{2n}) = \frac{3}{2} \times \nu(MnO_2) = \frac{3}{2} \times 0,3 \text{ моль} = 0,45$ моль.

4. Теперь мы можем найти молярную массу неизвестного алкена, зная его массу и количество вещества:
$M(C_n H_{2n}) = \frac{m(C_n H_{2n})}{\nu(C_n H_{2n})} = \frac{18,9 \text{ г}}{0,45 \text{ моль}} = 42$ г/моль.

5. Общая формула гомологического ряда алкенов — $C_n H_{2n}$. Выразим молярную массу через $n$:
$M(C_n H_{2n}) = 12 \times n + 1 \times 2n = 14n$.

6. Приравняем найденное значение молярной массы к выражению с $n$ и найдем $n$:
$14n = 42$
$n = \frac{42}{14} = 3$.

Следовательно, искомый алкен содержит 3 атома углерода. Его молекулярная формула — $C_3H_6$.

Ответ: $C_3H_6$.