Номер 10, страница 317 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 54. Ароматические амины. Диазосоединения. Глава 5. Азот- и серосодержащие органические соединения - номер 10, страница 317.

Условие.

10. Для реакции с 67,1 г раствора смеси фенола и анилина в бензоле потребовалось 200 мл 0,5 М раствора соляной кислоты. Такое же количество исходного раствора прореагировало с 125 мл 1,6 М раствора гидроксида калия. Определите состав смеси в массовых процентах.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{раствора} = 67,1$ г

$V(HCl) = 200 \text{ мл} = 0,2 \text{ л}$

$C_{M}(HCl) = 0,5 \text{ М (моль/л)}$

$V(KOH) = 125 \text{ мл} = 0,125 \text{ л}$

$C_{M}(KOH) = 1,6 \text{ М (моль/л)}$

Найти:

$\omega(C_6H_5OH) - ?$

$\omega(C_6H_5NH_2) - ?$

$\omega(C_6H_6) - ?$

Решение:

В предложенной смеси анилин ($C_6H_5NH_2$) обладает основными свойствами и будет реагировать с соляной кислотой ($HCl$). Фенол ($C_6H_5OH$), обладая кислотными свойствами, будет реагировать с гидроксидом калия ($KOH$). Бензол является растворителем и в реакции не вступает.

1. Реакция анилина с соляной кислотой:

$C_6H_5NH_2 + HCl \rightarrow C_6H_5NH_3Cl$

По уравнению реакции, количество вещества анилина равно количеству вещества соляной кислоты ($n(C_6H_5NH_2) = n(HCl)$).

Найдем количество вещества $HCl$:

$n(HCl) = C_{M}(HCl) \cdot V(HCl) = 0,5 \text{ моль/л} \cdot 0,2 \text{ л} = 0,1 \text{ моль}$

Следовательно, $n(C_6H_5NH_2) = 0,1 \text{ моль}$.

Вычислим молярную массу анилина:

$M(C_6H_5NH_2) = 6 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 14 = 93 \text{ г/моль}$

Найдем массу анилина в смеси:

$m(C_6H_5NH_2) = n(C_6H_5NH_2) \cdot M(C_6H_5NH_2) = 0,1 \text{ моль} \cdot 93 \text{ г/моль} = 9,3 \text{ г}$

2. Реакция фенола с гидроксидом калия:

$C_6H_5OH + KOH \rightarrow C_6H_5OK + H_2O$

По уравнению реакции, количество вещества фенола равно количеству вещества гидроксида калия ($n(C_6H_5OH) = n(KOH)$).

Найдем количество вещества $KOH$:

$n(KOH) = C_{M}(KOH) \cdot V(KOH) = 1,6 \text{ моль/л} \cdot 0,125 \text{ л} = 0,2 \text{ моль}$

Следовательно, $n(C_6H_5OH) = 0,2 \text{ моль}$.

Вычислим молярную массу фенола:

$M(C_6H_5OH) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 94 \text{ г/моль}$

Найдем массу фенола в смеси:

$m(C_6H_5OH) = n(C_6H_5OH) \cdot M(C_6H_5OH) = 0,2 \text{ моль} \cdot 94 \text{ г/моль} = 18,8 \text{ г}$

3. Масса раствора складывается из масс анилина, фенола и растворителя (бензола). Найдем массу бензола:

$m(C_6H_6) = m_{раствора} - m(C_6H_5NH_2) - m(C_6H_5OH) = 67,1 \text{ г} - 9,3 \text{ г} - 18,8 \text{ г} = 39,0 \text{ г}$

4. Определим состав смеси в массовых процентах:

$\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

Массовая доля анилина:

$\omega(C_6H_5NH_2) = \frac{9,3 \text{ г}}{67,1 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 13,86\%$

Массовая доля фенола:

$\omega(C_6H_5OH) = \frac{18,8 \text{ г}}{67,1 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 28,02\%$

Массовая доля бензола:

$\omega(C_6H_6) = \frac{39,0 \text{ г}}{67,1 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 58,12\%$

Ответ:

Массовая доля анилина в растворе составляет 13,86%, фенола – 28,02%, бензола – 58,12%.