- С2Н5ОН СН3СООС2Н5 4- NaOH^ CH3COONa 4- С2Н5ОН. Посмотрим, что нам известно о реагентах. Мы знаем суммарную массу эфиров и суммарную массу щелочи, пошедших на их омыление.

Вычислим молярные массы реагентов: М(НСООС2Н5) = 74 г/моль, М(СН3СООС2Н5) - 88 г/моль, M(NaOH) = 40 г/моль.

Обозначим массу NaOH, вступившую в первую реакцию, через yl, во вторую реакцию — через у2. Пусть масса эфира муравьиной кислоты в смеси была равна х, тогда масса эфира уксусной кислоты равнялась 56 - х. Массу всей смеси обозначим через м.

По уравнению первой реакции находим yl:

74 г НСООС2Н5 реагирует с 40 г NaOH.

х г — yl г NaOH

40-х

yl = г NaOH.

74

Аналогично по уравнению второй реакции: 88 г СН3СООС2Н5 реагирует с 40 г NaOH (56 - х) г — у2 г NaOH

40(56 - х)

у2 - г NaOH.

88

Так как по условию задачи yl + у2 = 28,7 г, то

40х 40(56 - х)

+ - = 28,7.

74 88

Решив это уравнение, находим, что х = 38,2 г.

Следовательно, масса НСООС2Н5 в смеси составила 38,2 г, а масса СН3СООС2Н5 составила 56 - 38,2 = 17,8 г.

Остается определить массовую долю каждого эфира в смеси.

х 38,2

а>1 = — = = 0,68100 % = 68 %

m 56

(массовая доля HCOOC2H5);

56 - х 17,8

0)2 = = —— = 0,32100 % = 32 %

m 56

(массовая доля СН3СООС2Н5). Полезно сделать проверку правильности решения задачи. Рассчитаем yl и у2.

40-38,2

у 1 = — = 20,6 г NaOH,

74

40(56-38,2)

у2 = —=8,1 г NaOH.

88

Суммируя массы щелочи, лошедшей на омыление одного и другого эфиров, получаем:

yl + у2 = 20,6 4- 8,1 = 28,7 г NaOH.

Следовательно, задача решена правильно.

Ответ. Массовая доля НСООС2Н5 в смеси эфиров равна 0,68; массовая доля СН3СООС2Н5 равна 0,32.

Пример 4. В состав газообразного вещества входит углерод, водород и азот. Массовая доля углерода в веществе равна 38,7 %, водорода — 16,13 %. Масса 10 л этого газа при нормальных условиях равна 13,84 г. Найдите химическую формулу этого вещества.

Решение.

Прежде всего находим отношение чисел атомов С, Н и N в молекуле.

Числа атомов обозначим буквой п. Относительные атомные массы элементов:

Аг(С) - 12; Ar(H) = 1; Ar(N) = 14.

Массовая доля азота в веществе составляет:

100 % - (38,71 % 4- 16,13 %) = 45,16 %.

n(C) : n(H) : n(N) =

38,71 16,13 12 ' 1

45,17

= 3,22 : 16,13 : 3,23.

Обратите внимание на то, что в задачах подобного типа расчеты следует проводить с точ-

ностью до второго знака после запятой.

Меньшее число в полученном соотношении чисел атомов принимаем за единицу, разделив каждый член на 3,22.

Получаем:

n(C) : n(H) : n(N) = 1 : 5,01 : 1,00.

Так как числа атомов в молекуле — это целые числа, то приводим полученное отношение к целым числам:

n(C) : n(H) : n(N) = 1:5:1.

Следовательно, простейшая формула вещества CH,N.

Находим молярную массу, соответствующую простейшей формуле.

Mr(CH5N) = 12 + 5 + 14 = 31, M(CH5N) = 31 г/моль.

Чтобы найти истинную молекулярную формулу газа, необходимо вычислить его молярную массу.

М = Vmv, где Vm — молярный объем газа при н.у., р — плотность газа, т.е. масса 1 л газа при н.у.

р - m/V = 13,84/10 - 1,38 г/л.

М = 22,4-1,38 = 31г/моль.

Так как молярная масса 31 г соответствует только формуле CH5N, то эта формула является истинной формулой вещества. Вещество, состав которого отвечает данной формуле, называется метиламином. Его формулу лучше переписать следующим образом: CH3NH2.

Молекула метиламина содержит метильную группу СН3 и аминогруппу NH2.

Ответ. Химическая формула вещества CH5N.

Пример 5. При сжигании вещества массой 4,25г образовались оксид углерода (IV) массой 13,2 г и вода массой 5,85 г. Плотность вещества по воздуху равна 5,862. Определите молекулярную формулу вещества.

Решение.

Определяем массу углерода, входящего в состав вещества:

Мг(С02) - 12 4- 16-2 = 44 г/моль.

v(C02)= — = —fr- = 0,3 моль

m _ 1^2 М 44

v(C02) = v(C), следовательно, m(C) = 0,312 = 3,6 г.

Определяем массу водорода, входящего в состав вещества

Мг(Н20) = 1-2 4-16 - 18; М(Н20) = 18 г/моль,

m 5,85 v(H00) - — = —— = 0,325 моль, 1 2 М 18

v(H) - 2(H20); v(H) - 2-0,325 = 0,65 моль,

m(H) = M(H) = 0,65-1 = 0,65 г,

m(C) 4- m(H) = 3,6 г 4- 0,65 г = 4,25 г.

Масса углерода и водорода, входящих в состав вещества, а поскольку масса всего сжигаемого вещества составляет 4,25 г, то, значит, О (кислород) в данном веществе не содержится, данное вещество углеводород.

х v(C) 0,3

— = = = 0,46,

у v(H) 0,65

— = 0,46 (1).

У

Mr(C Н ) = 29D = 29-5,862 = 170,

4 х у7 возд. 7 7

М(СНу) = 170 г/моль, М(С*Н*) = 12 х 4- 1-у = 170, 12х + у = 170 (2).

После решения системы (1) и (2): х = 12у = 26. Формула искомого вещества С12Н26.

Пример 6. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

сн3—сн2—сн2—он -> сн3 -> сн2-сн2 ^> ? ->

-» СН3—СН(ОН)—сн3. Решение.

В присутствии водоотнимающих веществ и при повышенной температуре от молекул спиртов отщепляется вода и образуются н