Номер 7, страница 266 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 47. Карбонильные соединения: номенклатура, изомерия, реакции присоединения. Глава 4. Кислородсодержащие органические соединения - номер 7, страница 266.

Условие.

7. При взаимодействии 16,1 г дихлорметилбензола с избытком водного раствора щелочи получено 9,54 г бензальдегида. Определите выход реакции.

Решение.

Решение 2.

Дано:

масса дихлорметилбензола ($m(C_6H_5CHCl_2)$) = 16,1 г

масса практически полученного бензальдегида ($m_{практ.}(C_6H_5CHO)$) = 9,54 г

Найти:

Выход реакции ($\eta$) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции гидролиза дихлорметилбензола (также известного как бензилиденхлорид) в водном растворе щёлочи. При взаимодействии с избытком щёлочи происходит замещение атомов хлора на гидроксильные группы с образованием неустойчивого гем-диола, который сразу же отщепляет молекулу воды, превращаясь в бензальдегид. В качестве щёлочи можно взять, например, гидроксид натрия (NaOH):

$C_6H_5CHCl_2 + 2NaOH \xrightarrow{H_2O} C_6H_5CHO + 2NaCl + H_2O$

Из уравнения реакции следует, что из 1 моля дихлорметилбензола теоретически образуется 1 моль бензальдегида. Таким образом, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(C_6H_5CHCl_2) = n_{теор.}(C_6H_5CHO)$

2. Рассчитаем молярные массы дихлорметилбензола и бензальдегида. Для расчётов будем использовать относительные атомные массы: Ar(C)=12, Ar(H)=1, Ar(Cl)=35,5, Ar(O)=16.

Молярная масса дихлорметилбензола ($C_6H_5CHCl_2$):

$M(C_6H_5CHCl_2) = 7 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(Cl) = 7 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 35.5 = 84 + 6 + 71 = 161$ г/моль

Молярная масса бензальдегида ($C_6H_5CHO$):

$M(C_6H_5CHO) = 7 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 7 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 84 + 6 + 16 = 106$ г/моль

3. Найдём количество вещества дихлорметилбензола, вступившего в реакцию:

$n(C_6H_5CHCl_2) = \frac{m(C_6H_5CHCl_2)}{M(C_6H_5CHCl_2)} = \frac{16,1 \text{ г}}{161 \text{ г/моль}} = 0,1$ моль

4. Согласно стехиометрии реакции, теоретическое количество вещества бензальдегида, которое должно было образоваться, равно количеству вещества исходного дихлорметилбензола:

$n_{теор.}(C_6H_5CHO) = n(C_6H_5CHCl_2) = 0,1$ моль

5. Рассчитаем теоретическую массу бензальдегида ($m_{теор.}$), которую можно было бы получить при 100% выходе:

$m_{теор.}(C_6H_5CHO) = n_{теор.}(C_6H_5CHO) \cdot M(C_6H_5CHO) = 0,1 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 10,6$ г

6. Выход реакции ($\eta$) определяется как отношение массы продукта, полученного практически, к массе, которая могла бы быть получена теоретически, и выражается в процентах:

$\eta = \frac{m_{практ.}(C_6H_5CHO)}{m_{теор.}(C_6H_5CHO)} \cdot 100\% = \frac{9,54 \text{ г}}{10,6 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,9 \cdot 100\% = 90\%$

Ответ: выход реакции составляет 90%.