К этанолу массой 2,3 г добавили 60 г горячего 15%-го раствора перманганата калия ,подкисленного серной...

Тематика Химия
Уровень 10 - 11 классы
химия этанол перманганат калия окисление уксусная кислота массовая доля растворы
0

К этанолу массой 2,3 г добавили 60 г горячего 15%-го раствора перманганата калия ,подкисленного серной кислотой. Раствор нагревали до полного окисления этанола в уксусную кислоту. Определите массовую долю перманганата калия в полученном после окончания реакции растворе.

avatar
задан 17 дней назад

2 Ответа

0

Для решения данной задачи необходимо сначала определить количество перманганата калия, которое было использовано в реакции.

Молярная масса перманганата калия (KMnO4) составляет 158,04 г/моль. Из 60 г 15%-го раствора перманганата калия можно выделить 9 г перманганата калия (60 г * 0,15) в 1 л раствора. Это соответствует 0,057 моль (9 г / 158,04 г/моль).

Теперь рассчитаем количество этанола, которое окисляется до уксусной кислоты. Молярная масса этанола (C2H5OH) составляет 46,07 г/моль. Масса этанола, которая реагирует, равна 2,3 г. Это соответствует 0,05 моль (2,3 г / 46,07 г/моль).

Уравнение реакции окисления этанола до уксусной кислоты выглядит следующим образом:

C2H5OH + 2[O] -> CH3COOH + H2O

Коэффициенты перед веществами в уравнении реакции показывают, что для окисления одной молекулы этанола требуется две молекулы кислорода. Таким образом, для окисления 0,05 моль этанола потребуется 0,1 моль кислорода.

Теперь рассчитаем количество перманганата калия, которое было использовано для окисления этанола до уксусной кислоты. Одна молекула перманганата калия (KMnO4) окисляет три молекулы этанола (C2H5OH). Таким образом, для окисления 0,05 моль этанола потребуется 0,017 моль перманганата калия.

Теперь найдем массовую долю перманганата калия в полученном растворе. Масса полученного раствора после окончания реакции составляет 62,3 г (2,3 г этанола + 60 г раствора перманганата калия). Массовая доля перманганата калия в растворе будет равна:

(0,057 моль 158,04 г/моль) / 62,3 г 100% = 14,4%

Таким образом, массовая доля перманганата калия в полученном растворе после окончания реакции составляет 14,4%.

avatar
ответил 17 дней назад
0

Для решения этой задачи необходимо провести несколько этапов расчета. Сначала определим, сколько этанола вступает в реакцию, затем рассчитаем количество перманганата калия, необходимого для полного окисления этанола, и, наконец, определим массовую долю KMnO₄ в конечном растворе.

  1. Определение количества этанола: Этанол (C₂H₅OH) имеет молярную массу 46 г/моль. Масса этанола, взятая для реакции, составляет 2,3 г.

    [ n_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = \frac{2,3 \, \text{г}}{46 \, \text{г/моль}} \approx 0,05 \, \text{моль} ]

  2. Определение количества перманганата калия: Реакция окисления этанола перманганатом калия в кислой среде может быть представлена следующим уравнением:

    [ 2 \text{KMnO}_4 + 5 \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 6 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \text{MnSO}_4 + 5 \text{CH}_3\text{COOH} + 8 \text{H}_2\text{O} + \text{K}_2\text{SO}_4 ]

    Из уравнения видно, что 5 моль этанола реагируют с 2 моль KMnO₄. Следовательно, для 0,05 моль этанола потребуется:

    [ n_{\text{KMnO}_4} = \frac{2}{5} \times 0,05 \, \text{моль} = 0,02 \, \text{моль} ]

    Молярная масса KMnO₄ составляет около 158 г/моль, следовательно, масса KMnO₄, необходимая для реакции, равна:

    [ m_{\text{KMnO}_4} = 0,02 \, \text{моль} \times 158 \, \text{г/моль} = 3,16 \, \text{г} ]

  3. Определение массовой доли KMnO₄ в исходном растворе: Исходный раствор содержит 15% KMnO₄. Масса раствора составляет 60 г, следовательно, масса KMnO₄ в растворе:

    [ m_{\text{KMnO}_4}^{\text{исх}} = 0,15 \times 60 \, \text{г} = 9 \, \text{г} ]

    Остается 9 - 3,16 = 5,84 г неиспользованного перманганата калия.

  4. Массовая доля KMnO₄ после реакции: После реакции масса раствора складывается из масс всех реагентов и продуктов. В конечном растворе будет:

    • Оставшийся перманганат калия: 5,84 г
    • Уксусная кислота: ((0,05 \, \text{моль} \times 60 \, \text{г/моль}) = 3 \, \text{г})
    • Вода из реакции: 8 моль воды (\times) 18 г/моль (/ 5 \approx) 2,88 г на 0,05 моль этанола = 2,88 г
    • Масса оставшегося раствора: 60 г (основной раствор) + 2,3 г (этанол) = 62,3 г

    Общая масса раствора: 62,3 г + 3 г + 2,88 г = 68,18 г

    Массовая доля KMnO₄ в конечном растворе:

    [ \omega_{\text{KMnO}_4} = \frac{5,84 \, \text{г}}{68,18 \, \text{г}} \approx 0,0857 \quad \text{или} \quad 8,57\% ]

Таким образом, массовая доля перманганата калия в конечном растворе составляет 8,57%.

avatar
ответил 17 дней назад

Ваш ответ

Вопросы по теме