Какова концентрация уксусной кислоты в полученном растворе через прохождение бутена-2 через горячий 15%-ный раствор

Данная задача связана с растворением бутена-2 в горячем 15%-ном растворе перманганата калия в сернокислой среде. Нам требуется найти концентрацию уксусной кислоты в полученном растворе, при условии полного обесцвечивания раствора.

Давайте разобьем задачу на несколько шагов для лучшего понимания:

Шаг 1: Определение химической реакции

Уравнение химической реакции будет следующим:

\[ C_{4}H_{8} + \frac{3}{2}KMnO_{4} + H_{2}SO_{4} \rightarrow C_{2}H_{4}O_{2} + \frac{3}{2}K_{2}SO_{4} + MnSO_{4} + H_{2}O \]

Из данной реакции мы видим, что одна молекула бутена-2 прореагирует с полторой молекулами перманганата калия и серной кислотой, превращаясь в одну молекулу уксусной кислоты, полторы молекулы сернокислого калия, одну молекулу сульфата марганца и молекулу воды.

Шаг 2: Расчет количества веществ

Из условия задачи нам дан объем бутена-2 в нормальных условиях, равный 1,12 л. Для расчета количества веществ воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

Где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

На данном этапе нам необходимо привести объем бутена-2 к стандартным условиям. При нормальных условиях (0°C, 1 атм) объем 1,12 л является объемом при стандартных условиях. Теперь у нас есть значение V в уравнении состояния идеального газа.

Также, для расчета количества вещества бутена-2 нам понадобится знание его молярной массы, которая равна 56 г/моль.

Используя уравнение состояния идеального газа, мы можем найти количество вещества бутена-2:

\[ n = \frac{{PV}}{{RT}} = \frac{{1,12}}{{0,0821 \cdot 273}} \approx 0,049 \ моль \]

Шаг 3: Расчет концентрации уксусной кислоты

Теперь, когда у нас есть количество вещества бутена-2, мы можем рассчитать количество вещества уксусной кислоты, которое образуется в реакции. Из уравнения химической реакции видно, что на одну молекулу бутена-2 образуется одна молекула уксусной кислоты.

Следовательно, количество вещества уксусной кислоты будет равно количеству вещества бутена-2, то есть 0,049 моль.

Теперь нам нужно вычислить концентрацию уксусной кислоты в растворе. Для этого мы воспользуемся формулой концентрации:

\[ C = \frac{{n}}{{V}} \]

Где C - концентрация, n - количество вещества, V - объем раствора.

Подставив значения, получим:

\[ C = \frac{{0,049}}{{1,12}} \approx 0,044 \ моль/л \]

Таким образом, концентрация уксусной кислоты в полученном растворе после полного обесцвечивания составляет примерно 0,044 моль/л.

Пожалуйста, обратите внимание, что данное решение не учитывает возможные побочные реакции или потери вещества в процессе. Оно основано исключительно на данных, предоставленных в условии задачи. При выполнении подобных заданий в реальной жизни всегда рекомендуется обратиться к литературе или проконсультироваться с преподавателем для получения точного решения.