Смесь метанола и этанола массой 15,6 г обработали избытком натрия. В результате реакции образовался...

Для решения задачи, сначала найдем количество водорода, образовавшегося в результате реакции метанола и этанола с натрием. Используем уравнения химических реакций:

1. Реакция метанола с натрием: [ 2CH_3OH + 2Na \rightarrow 2CH_3ONa + H_2 ] Согласно уравнению, 2 моль метанола выделяют 1 моль водорода.

2. Реакция этанола с натрием: [ 2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2 ] Также, 2 моль этанола выделяют 1 моль водорода.

Теперь рассчитаем общее количество молей водорода, используя объем водорода и идеальное газовое уравнение при нормальных условиях (0 °C, 101325 Па), где 1 моль газа занимает 22.4 литра: [ n_{H2} = \frac{V{H_2}}{22.4} = \frac{4.48}{22.4} = 0.2 \text{ моль} ]

Пусть ( x ) – масса метанола (CH_3OH), а ( y ) – масса этанола (C_2H5OH) в смеси. Тогда: [ x + y = 15.6 \text{ г} ] Молярные массы метанола и этанола равны 32 г/моль и 46 г/моль соответственно. Поэтому: [ n{CH3OH} = \frac{x}{32} \text{ моль}, \quad n{C_2H_5OH} = \frac{y}{46} \text{ моль} ]

Из уравнений реакции известно, что: [ \frac{n_{CH3OH}}{2} + \frac{n{C_2H_5OH}}{2} = 0.2 \text{ моль} ]

Подставляя выражения для количеств молей метанола и этанола, получаем: [ \frac{x}{64} + \frac{y}{92} = 0.2 ]

Теперь у нас есть система уравнений: [ x + y = 15.6 ] [ \frac{x}{64} + \frac{y}{92} = 0.2 ]

Решив эту систему, находим: [ x = 9.6 \text{ г} ] [ y = 6 \text{ г} ]

Массовая доля этанола в исходной смеси: [ \omega_{C_2H_5OH} = \frac{y}{x + y} \times 100\% = \frac{6}{15.6} \times 100\% \approx 38.46\% ]

Таким образом, массовая доля этанола в смеси составляет примерно 38.46%.

Для решения данной задачи нам необходимо выразить количество веществ в исходной смеси в молях, затем определить мольные соотношения между метанолом и этанолом в реакции с натрием, и наконец, на основании полученных данных вычислить массовую долю этанола в исходной смеси.

1. Определим количество веществ в исходной смеси в молях: Молярная масса метанола (CH3OH) = 32 г/моль Молярная масса этанола (C2H5OH) = 46 г/моль

Масса метанола в смеси: m(CH3OH) = x г n(CH3OH) = m(CH3OH) / M(CH3OH) = x / 32 моль

Масса этанола в смеси: m(C2H5OH) = 15,6 - x г n(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH) = (15,6 - x) / 46 моль

1. Определим количество веществ, участвующих в реакции с натрием: 2CH3OH + 2Na -> 2NaOH + H2 2C2H5OH + 2Na -> 2NaOH + H2

n(H2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль Так как вещества реагируют в соотношении 1:1 с водородом, то n(CH3OH) = n(C2H5OH) = 0,2 моль

1. Составим уравнение на основе мольных соотношений: n(CH3OH) = x / 32 = 0,2 моль n(C2H5OH) = (15,6 - x) / 46 = 0,2 моль

Решив систему уравнений, найдем x = 5,12 г (масса метанола) и соответственно 15,6 - 5,12 = 10,48 г (масса этанола).

1. Вычислим массовую долю этанола в исходной смеси: Массовая доля этанола = m(C2H5OH) / m(смесь) 100% = 10,48 / 15,6 100% ≈ 67,2%

Таким образом, массовая доля этанола в исходной смеси составляет около 67,2%.