Номер 530, страница 119 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

530. Смесь фенола и толуола в мольном отношении 1 : 2 обработали избытком бромной воды. При этом образовалось 33,1 г 2,4,6-трибромфенола. Определите массу толуола в смеси.

Дано:

$n(C_6H_5OH) : n(C_7H_8) = 1 : 2$

$m(C_6H_2Br_3OH) = 33,1 \text{ г}$

(Все данные представлены в единицах, удобных для расчетов, перевод в СИ не требуется)

Найти:

$m(C_7H_8) - ?$

Решение:

При обработке смеси фенола ($C_6H_5OH$) и толуола ($C_7H_8$) избытком бромной воды в реакцию вступает только фенол. Толуол не реагирует с бромной водой в данных условиях (без катализатора).

Уравнение реакции фенола с избытком брома:

$C_6H_5OH + 3Br_2 \rightarrow C_6H_2Br_3OH \downarrow + 3HBr$

Продукт реакции — 2,4,6-трибромфенол ($C_6H_2Br_3OH$), который выпадает в виде осадка.

1. Найдем молярную массу 2,4,6-трибромфенола ($C_6H_2Br_3OH$), используя относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(Br)=80$, $Ar(O)=16$.

$M(C_6H_2Br_3OH) = 6 \cdot 12 + 3 \cdot 1 + 3 \cdot 80 + 16 = 72 + 3 + 240 + 16 = 331 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем количество вещества (число моль) образовавшегося 2,4,6-трибромфенола.

$n(C_6H_2Br_3OH) = \frac{m(C_6H_2Br_3OH)}{M(C_6H_2Br_3OH)} = \frac{33,1 \text{ г}}{331 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, количество вещества фенола, вступившего в реакцию, равно количеству вещества образовавшегося 2,4,6-трибромфенола.

$n(C_6H_5OH) = n(C_6H_2Br_3OH) = 0,1 \text{ моль}$

4. По условию задачи, мольное отношение фенола к толуолу в исходной смеси составляет 1:2. Следовательно, количество вещества толуола в два раза больше количества вещества фенола.

$n(C_7H_8) = 2 \cdot n(C_6H_5OH) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

5. Найдем молярную массу толуола ($C_7H_8$).

$M(C_7H_8) = 7 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 84 + 8 = 92 \text{ г/моль}$

6. Определим массу толуола в смеси.

$m(C_7H_8) = n(C_7H_8) \cdot M(C_7H_8) = 0,2 \text{ моль} \cdot 92 \text{ г/моль} = 18,4 \text{ г}$

Ответ: масса толуола в смеси составляет 18,4 г.