Как получить бензофенон (дифенилкетон) С6Н5СОС6Н5 из спирта бензгидрола С6Н5СН(ОН)С6Н5 путем окисления дихроматом калия

Начнем с расчета уравнения реакции для получения бензофенона из бензгидрола с помощью дихромата калия (K2Cr2O7) в присутствии серной кислоты (H2SO4) в качестве катализатора.

Уравнение реакции:
\[ \mathrm{C_6H_5CH(OH)C_6H_5 + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 \rightarrow C_6H_5CO + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + H_2O} \]

Теперь посчитаем коэффициенты для каждого компонента реакции, используя метод электронного баланса.

1) Бензгидрол (C6H5CH(OH)C6H5):
Этот компонент не содержит хрома, поэтому изменение окислительного состояния равно нулю. Пропускаем его.

2) Дихромат калия (K2Cr2O7):
Калий (K) имеет окислительное состояние +1 в перманганате калия. В дихромате калия два атома хрома (Cr) имеют окислительное состояние +6. Для достижения баланса по окислению, каждый атом хрома должен иметь окислительное состояние +3. Таким образом, коэффициент для K2Cr2O7 будет 1.

3) Серная кислота (H2SO4):
Кислород (O) входит в два других соединения (дихромат и вода) соединения. Чтобы уравнять количество атомов кислорода на правой стороне, добавим коэффициент 7 перед H2SO4. Коэффициент для H2SO4 будет 7.

4) Бензофенон (C6H5CO):
Так как окончательное соединение бензофенон не содержит хрома, мы его пропускаем.

5) Серная кислота (H2SO4):
Окислительное состояние серы (S) в соединении H2SO4 составляет +6. В получившемся серном соединении Cr2(SO4)3 окислительное состояние серы (S) равно +6 для 3 атомов серы. Никаких изменений в балансе окисления не требуется. Пропускаем его.

6) Калия сульфат (K2SO4):
Калий (K) в дихромате калия имеет окислительное состояние +1. В получившемся соединении K2SO4 окислительное состояние калия (K) также равно +1. Пропускаем его.

7) Вода (H2O):
Кислород (O) входит в двух других соединениях (дихромат и серную кислоту). Чтобы уравнять количество атомов кислорода на обоих сторонах, добавим коэффициент 8 перед H2O. Коэффициент для H2O будет 8.

Теперь наше уравнение реакции с учетом коэффициентов выглядит следующим образом:
\[ \mathrm{C_6H_5CH(OH)C_6H_5 + K_2Cr_2O_7 + 7H_2SO_4 \rightarrow C_6H_5CO + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 8H_2O} \]

Чтобы рассчитать количество бензофенона, получаемого из 10 г бензгидрола, нам нужно знать искомую молярную массу бензофенона. По табличным данным общая молярная масса бензофенона составляет примерно 182 г/моль.

Мы можем использовать следующую пропорцию нашего уравнения реакции:
\[\frac{{\text{Моль бензофенона}}}{{\text{Моль бензгидрола}}} = \frac{{\text{Масса бензофенона}}}{{\text{Молярная масса бензофенона}}}\]

Масса бензофенона:
\[\text{Масса бензофенона} = \frac{{\text{Моль бензофенона}}}{{\text{Моль бензгидрола}}} \times \text{Молярная масса бензофенона}\]

Теперь выполним расчеты:
Молярная масса бензофенона: 182 г/моль
Масса бензгидрола: 10 г

Переведем массу бензгидрола в моль:
\[\text{Моль бензгидрола} = \frac{{\text{Масса бензгидрола}}}{{\text{Молярная масса бензгидрола}}}\]

\[\text{Моль бензгидрола} = \frac{{10\, \text{г}}}{{170\, \text{г/моль}}} \approx 0.059\, \text{моль}\]

Теперь можем рассчитать количество бензофенона:
\[\text{Моль бензофенона} = \frac{{0.059\, \text{моль}}}{{1}} \approx 0.059\, \text{моль}\]

\[\text{Масса бензофенона} = 0.059\, \text{моль} \times 182\, \text{г/моль} \approx 10.758\, \text{г}\]

Таким образом, при использовании 10 г бензгидрола можно получить около 10.758 г бензофенона.