Определение молекулярной формулы спирта:
Окисление предельного одноатомного спирта оксидом меди (II) (CuO) приводит к образованию альдегида и металлической меди (Cu). Реакция имеет вид:
[
\text{RCH}_2\text{OH} + \text{CuO} \rightarrow \text{RCHO} + \text{Cu} + \text{H}_2\text{O}
]
Из условия мы знаем, что образовалось 9,6 г меди. Найдем количество вещества меди:
[
n(\text{Cu}) = \frac{9,6 \, \text{г}}{63,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,151 \, \text{моль}
]
Так как реакция показывает, что на 1 моль меди приходится 1 моль спирта, следовательно, количество вещества спирта также равно 0,151 моль.
Масса спирта дана: 9 г. Найдем его молярную массу:
[
M(\text{спирта}) = \frac{9 \, \text{г}}{0,151 \, \text{моль}} \approx 59,6 \, \text{г/моль}
]
Спирт имеет общую формулу (\text{C}n\text{H}{2n+1}\text{OH}). Молярная масса спирта тогда будет:
[
12n + (2n+1) \times 1 + 16 = 59,6
]
Упростим уравнение:
[
14n + 17 = 59,6
]
[
14n = 42,6
]
[
n \approx 3
]
Таким образом, молекулярная формула спирта: (\text{C}_3\text{H}_7\text{OH}) (пропанол).
Вычисление массы образовавшегося альдегида:
Пропанол при окислении образует пропаналь ((\text{C}_2\text{H}_5\text{CHO})). Найдем его молярную массу:
[
M(\text{пропаналь}) = 3 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 58 \, \text{г/моль}
]
Количество вещества образовавшегося альдегида равно количеству вещества спирта (при 100% выходе), то есть 0,151 моль. Однако, выход альдегида составляет 90%, следовательно, количество вещества альдегида:
[
n(\text{альдегида}) = 0,151 \times 0,9 \approx 0,136 \, \text{моль}
]
Теперь найдем массу альдегида:
[
m(\text{альдегида}) = 0,136 \, \text{моль} \times 58 \, \text{г/моль} \approx 7,89 \, \text{г}
]