Для полного обесцвечивания 5%-ого водного раствора перманганата калия потребовалось 672 мл этилена....

Для решения данной задачи нам необходимо учитывать, что этилен взаимодействует с перманганатом калия по следующему уравнению:

2KMnO4 + C2H4 + H2O -> 2MnO2 + 2KOH + 2H2O + CO2

Из уравнения видно, что на каждый моль этилена исчезает 2 моля перманганата калия и образуется 2 моля гидроксида калия (щелочи).

Молярная масса перманганата калия (KMnO4) = 158,034 г/моль Молярная масса этилена (C2H4) = 28,054 г/моль

Найдем количество моль этилена, соответствующее 672 мл:

V(C2H4) = 672 мл = 0,672 л n(C2H4) = V(C2H4) / Vм(C2H4) = 0,672 / 24 = 0,028 моль

Так как на каждый моль этилена исчезает 2 моля KMnO4, то количество моль KMnO4, соответствующее 0,028 моль C2H4, равно 0,028 * 2 = 0,056 моль.

Масса KMnO4 в растворе равна: m(KMnO4) = n(KMnO4) M(KMnO4) = 0,056 158,034 = 8,82 г

Так как из уравнения видно, что на каждый моль KMnO4 образуется 2 моля KOH, то количество моль KOH равно 2 * 0,056 = 0,112 моль.

Масса KOH в растворе равна: m(KOH) = n(KOH) M(KOH) = 0,112 56,1056 = 6,28 г

Теперь найдем массовую долю KOH в растворе: Массовая доля KOH = (масса KOH / масса раствора) * 100% Масса раствора = масса KMnO4 + масса KOH = 8,82 + 6,28 = 15,1 г

Массовая доля KOH = (6,28 / 15,1) * 100% ≈ 41,5%

Итак, массовая доля щелочи (KOH) в полученном растворе составляет около 41,5%.

Для решения задачи необходимо учитывать реакцию этилена с перманганатом калия (KMnO₄) в щелочной среде. Эта реакция известна как реакция окисления этилена до этиленгликоля:

[ C_2H_4 + 2 KMnO_4 + 4 H_2O \rightarrow 2 MnO_2 + 2 KOH + C_2H_4(OH)_2 ]

На основании уравнения реакции видно, что на 1 моль этилена (C₂H₄) требуется 2 моля перманганата калия (KMnO₄).

Далее, необходимо перевести объем этилена из литров в молекулы. Напомним, что при нормальных условиях (0°C и 1 атм) один моль любого газа занимает объем 22.4 литра.

1. Определим количество молей этилена: [ \text{Количество молей этилена} = \frac{672 \text{ мл}}{22.4 \text{ л/моль}} \times \frac{1 \text{ л}}{1000 \text{ мл}} = \frac{0.672 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.03 \text{ моль} ]

2. Теперь определим необходимое количество перманганата калия: [ 2 \text{ моля KMnO}_4 \text{ требуется на 1 моль C}_2H_4. ] [ \text{Количество молей KMnO}_4 = 0.03 \text{ моль C}_2H_4 \times 2 = 0.06 \text{ моль KMnO}_4 ]

3. Определяем массу перманганата калия. Молярная масса KMnO₄: [ 39.1 \text{ (K)} + 54.9 \text{ (Mn)} + 4 \times 16 \text{ (O)} = 158 \text{ г/моль} ] [ \text{Масса KMnO}_4 = 0.06 \text{ моль} \times 158 \text{ г/моль} = 9.48 \text{ г} ]

4. Рассчитываем массу раствора перманганата калия. Пусть масса раствора равна ( m ). Поскольку у нас 5%-ный раствор, то: [ m \times 0.05 = 9.48 \text{ г} ] [ m = \frac{9.48 \text{ г}}{0.05} = 189.6 \text{ г} ]

5. Определяем образование щелочи (KOH). По уравнению реакции видно, что на 2 моля KMnO₄ образуется 2 моля KOH: [ 0.06 \text{ моль KMnO}_4 \rightarrow 0.06 \text{ моль KOH} ]

6. Рассчитываем массу KOH. Молярная масса KOH: [ 39.1 \text{ (K)} + 16 \text{ (O)} + 1 \text{ (H)} = 56.1 \text{ г/моль} ] [ \text{Масса KOH} = 0.06 \text{ моль} \times 56.1 \text{ г/моль} = 3.366 \text{ г} ]

7. Определяем массу полученного раствора. К массе исходного раствора добавляем массу добавленного этилена (которую можно пренебречь, так как он газ) и массу KOH: [ \text{Масса полученного раствора} = 189.6 \text{ г} + 3.366 \text{ г} = 192.966 \text{ г} ]

8. Рассчитываем массовую долю щелочи в полученном растворе: [ w_{\text{KOH}} = \frac{3.366 \text{ г}}{192.966 \text{ г}} \approx 0.0174 = 1.74\% ]

Таким образом, массовая доля щелочи в полученном растворе составляет примерно 1.74%.