Дано:
m(CnH2n+1OH) = 20 г; V(H2) = 2,54 л.
Найти: формула спирта - ?
Решение:
1) Напишем общую формулу для уравнений такого типа:
2CnH2n+1OH + 2Na = 2CnH2n+1ONa + H2
2) Раз уж дан объем водорода (H2), то нужно найти его количество вещества, то есть количество моль:
Общая формула n = V / Vm;
n(H2) = 2,54 л / 22,4 л/моль = 0,113 моль.
3) По уравнению реакции видно, что количество вещества спирта (CnH2n+1OH) в два раза больше, чем количество вещества водорода (H2), так как соотношение их молекул 2 : 1, а это значит, что n(CnH2n+1OH) = 0,113 моль * 2 = 0,226 моль.
4) Теперь, зная количество вещества спирта и его массу, мы можем найти его молярную массу:
Общая формула n = m / M;
M = m / n;
M(CnH2n+1OH) = 20 г / 0,226 моль = 88 г/моль.
5) Теперь нужно найти, какой спирт соответствует молярной массе в 88 г/моль:
M(CnH2n+1OH) = 88 г/моль, а это значит, что
12n + 3n + OH = 88 г/моль; (Вместо элементов я подставил их относительные атомные массы, чтобы получить целочисленные значения искомого числа n)
15n + 17 = 88 г/моль; (Группу OH перевел в молекулярную массу, то есть 16*1 + 1*1 = 17)
15n = 71;
n = 71 / 15 = 5.
6) Теперь нужно проверить, действительно ли искомое число n = 5:
Mr(C5H11OH) = 12 * 5 + 12 * 1 + 16 * 1 = 88.
Действительно, все сходится, значит искомый спирт - пентанол, а его структурная формула имеет следующий вид:
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-OH.
Ответ: Искомый спирт C5H11OH(пентанол), структурная формула CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-OH.