Каков состав спиртов в исходной смеси, если в результате реакции между этанолом и бутанолом-1 массой 21,3 г с избытком

Чтобы решить задачу, нам необходимо использовать знания о молярных соотношениях в реакциях и массовых долях в смесях.

В данной задаче основной реагент - этанол (C2H5OH), а реакционное вещество - бутанол-1 (C4H9OH). По условию задачи, они реагируют с избытком натрия (Na), образуя водород (H2) и сложные соединения. Наша цель - определить массовые доли спиртов в исходной смеси.

1. Рассчитаем количество молей водорода, которое образовалось при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции:

\(2C2H5OH + 2Na \rightarrow 2C2H5ONa + H2\)

Согласно уравнению, каждые 2 молекулы этанола образуют 1 молекулу водорода. Так как образовано 6,72 литра водорода, приведем этот объем к молярному объему (22,4 литра):

\(\frac{{6,72 \, \text{л}}}{{22,4 \, \text{л/моль}}}\)

Это даст нам количество молей водорода.

2. Рассчитаем массу натрия, которое участвовало в реакции. При реакции 1 моль натрия реагирует с 2 молями этанола. Поэтому, по количеству молей водорода, мы можем вычислить количество молей натрия:

\(\text{Количество молей натрия} = \frac{{\text{Количество молей водорода}}}{{2}}\)

3. Рассчитаем массу натрия, используя его молярную массу, которая равна 22,99 г/моль:

\(\text{Масса натрия} = \text{Количество молей натрия} \times \text{Молярная масса натрия}\)

4. Теперь рассчитаем количество молей этанола, которое участвовало в реакции. Из уравнения реакции видно, что каждые 2 молекулы этанола реагируют с 2 молями натрия. Поэтому:

\(\text{Количество молей этанола} = \text{Количество молей натрия}\)

5. Рассчитаем массу этанола, используя его молярную массу, которая составляет 46,07 г/моль:

\(\text{Масса этанола} = \text{Количество молей этанола} \times \text{Молярная масса этанола}\)

6. Аналогично, рассчитаем количество молей бутанола-1:

\(\text{Количество молей бутанола-1} = \text{Количество молей натрия}\)

7. Рассчитаем массу бутанола-1, используя его молярную массу, которая составляет 74,12 г/моль:

\(\text{Масса бутанола-1} = \text{Количество молей бутанола-1} \times \text{Молярная масса бутанола-1}\)

8. Наконец, рассчитаем массовые доли каждого спирта в исходной смеси, используя следующие формулы:

\(\text{Массовая доля этанола} = \frac{{\text{Масса этанола}}}{{\text{Масса этанола} + \text{Масса бутанола-1}}}\)

\(\text{Массовая доля бутанола-1} = \frac{{\text{Масса бутанола-1}}}{{\text{Масса этанола} + \text{Масса бутанола-1}}}\)

Выполнение всех этих шагов позволит нам решить задачу и определить массовые доли спиртов в исходной смеси.