Какая масса бензойной кислоты и какой объем газа (CO2) при нормальных условиях получается в результате окисления

Для решения этой задачи мы должны знать соотношение между реагентами и продуктами окисления этилбензола. Для начала, давайте запишем уравнение реакции окисления этилбензола:

\[C_8H_{10} + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow C_6H_5COOH + CO_2 + K_2SO_4 + H_2O\]

Из уравнения видно, что одна молекула этилбензола (C8H10) реагирует с одним молекулой перманганата калия (KMnO4) и одной молекулой серной кислоты (H2SO4) для образования одной молекулы бензойной кислоты (C6H5COOH), одной молекулы диоксида углерода (CO2), одной молекулы сульфата калия (K2SO4) и одной молекулы воды (H2O).

Теперь мы можем перейти к решению задачи.

1. Определение количества вещества этилбензола (C8H10):
Используем формулу n = m/M, где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса.
Молярная масса этилбензола: M(C8H10) = (8 * M(C)) + (10 * M(H)) = (8 * 12.01 г/моль) + (10 * 1.01 г/моль) = 106.18 г/моль

n(C8H10) = 53 г / 106.18 г/моль = 0.499 моль

2. Определение ожидаемой массы бензойной кислоты (C6H5COOH):
Используем коэффициент пропорции из уравнения реакции. В уравнении есть соотношение 1:1 между этилбензолом и бензойной кислотой, поэтому молярные массы соответствуют друг другу.
Масса бензойной кислоты = n(C6H5COOH) * M(C6H5COOH)
Молярная масса бензойной кислоты: M(C6H5COOH) = (6 * M(C)) + (5 * M(H)) + (2 * M(O)) = (6 * 12.01 г/моль) + (5 * 1.01 г/моль) + (2 * 16.00 г/моль) = 122.13 г/моль

m(C6H5COOH) = n(C6H5COOH) * M(C6H5COOH) = 0.499 моль * 122.13 г/моль = 60.96 г

Таким образом, ожидается, что масса бензойной кислоты составит 60.96 г.

3. Определение объема диоксида углерода (CO2):
Используем соотношение объемов газов, определенное законом Гей-Люссака-Мариотта. Коэффициентом пропорции служит число перед диоксидом углерода (CO2) в уравнении реакции.
Объем CO2 = n(CO2) * V(molar)
где n(CO2) - количество вещества диоксида углерода, V(molar) - молярный объем идеального газа при нормальных условиях (стандартное значение равно 22.4 л/моль).

n(CO2) = 0.499 моль (получено из количества вещества этилбензола)

V(CO2) = n(CO2) * V(molar) = 0.499 моль * 22.4 л/моль = 11.17 л

Таким образом, ожидается, что объем диоксида углерода составит 11.17 л.

Итак, в результате окисления органического продукта, полученного каталитическим дегидрированием этилбензола массой 53 грамма перманганатом калия в присутствии серной кислоты, ожидается получить 60.96 грамма бензойной кислоты и 11.17 литров диоксида углерода (CO2) при нормальных условиях.