К смеси этанола и пропанола-1 массой 16,6 г добавили избыток натрия. Полученный газ смешали с аргоном объёмом 4,48л и получили смесь с плотностью по воздуху 0,818. Найдите массовые доли спиртов в исходной смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи определим массу натрия, соответствующую 16,6 г смеси этанола и пропанола-1.

Молярная масса натрия равна 22,99 г/моль. Таким образом, количество молей натрия, соответствующее 16,6 г, составляет 16,6 г / 22,99 г/моль = 0,72 моль.

Реакция натрия с этанолом и пропанолом-1 приведет к образованию водорода:

2Na + 2C₂H₅OH -> 2C₃H₇OH + 2H₂↑

Соединение натрия с этиловым и пропиловым спиртами в равных молярных количествах даст водород, объем которого можно легко измерить. Он станет равным объему смеси этанола и пропанола-1. Получаем такое:

n(H₂) = 0,72 моль
V(H₂) = 4,48 л

Так как плотность смеси равна плотности воздуха, то давление воздуха в смеси также равно давлению воздуха наружу. Это означает, что молярные содержания аргон и водород одинаковы.

Теперь мы можем рассчитать массовые доли спиртов в исходной смеси:

Общая масса этанола и пропанола-1:
m = 16,6 г + 0,72 моль x (46,07 г/моль + 60,1 г/моль) = 16,6 г + 73,14 г = 89,74 г

Массовая доля этанола в смеси:
m(C₂H₅OH) = 0,72 моль x 46,07 г/моль / 89,74 г x 100% ≈ 37,1%

Массовая доля пропанола-1 в смеси:
m(C₃H₇OH) = 0,72 моль x 60,1 г/моль / 89,74 г x 100% ≈ 62,9%

Таким образом, исходная смесь содержит примерно 37,1% этанола и 62,9% пропанола-1.