Каково содержание фенола и уксусной кислоты в растворе, после нейтрализации смеси из 80 г фенола и уксусной кислоты

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать химические уравнения реакций и стехиометрию.

Шаг 1: Нейтрализация раствора фенола и уксусной кислоты с гидроксидом калия.

Фенол (C6H5OH) реагирует с гидроксидом калия (KOH) согласно следующей реакции:

C6H5OH + KOH -> C6H5OK + H2O

Уксусная кислота (CH3COOH) реагирует с гидроксидом калия (KOH) по следующему уравнению:

CH3COOH + KOH -> CH3COOK + H2O

Сначала определим количество гидроксида калия, используемое в реакции. Для этого умножим объем раствора гидроксида калия (177,8 мл) на его концентрацию (10% или 0,1), а затем умножим на плотность (1,08 г/мл), чтобы найти массу гидроксида калия:

Масса KOH = 177,8 мл * 0,1 * 1,08 г/мл = 19,1264 г

Теперь рассмотрим реакцию фенола с гидроксидом калия:

Молярная масса фенола (C6H5OH) = 94,11 г/моль
Молярная масса гидроксида калия (KOH) = 56,11 г/моль

Сначала найдем количество молей фенола:

Количество молей фенола = масса фенола / молярная масса фенола = 80 г / 94,11 г/моль ≈ 0,85 моль

Так как фенол реагирует с гидроксидом калия в соотношении 1:1, это же количество молей будет использовано и для гидроксида калия.

Теперь посмотрим на реакцию уксусной кислоты с гидроксидом калия:

Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) = 60,05 г/моль

Количество молей уксусной кислоты = масса уксусной кислоты / молярная масса уксусной кислоты = 80 г / 60,05 г/моль ≈ 1,33 моль

Так как уксусная кислота также реагирует с гидроксидом калия в соотношении 1:1, то используется такое же количество молей.

Шаг 2: Реакция с бромом.

Теперь рассмотрим реакцию с бромом, при которой образуется осадок.

Реакция между бромом (Br2) и фенолом (C6H5OH) происходит по следующему уравнению:

C6H5OH + 3Br2 -> C6H2Br3OH + 3HBr

Дано, что образуется 33,1 г осадка, которая является C6H2Br3OH.

Молярная масса C6H2Br3OH = 366,8 г/моль

Количество молей C6H2Br3OH = масса осадка / молярная масса C6H2Br3OH = 33,1 г / 366,8 г/моль ≈ 0,09 моль

Так как реагенты в уравнении реагуют в соотношении 1:1, это же количество молей C6H2Br3OH будет использоваться и для фенола.

Шаг 3: Вычисление массовых долей фенола и уксусной кислоты.

Так как используется одинаковое количество молей фенола и уксусной кислоты, и их суммарная молярная масса равна:

Суммарная молярная масса = (Молярная масса фенола * количество молей фенола) + (Молярная масса уксусной кислоты * количество молей уксусной кислоты)

Суммарная молярная масса = (94,11 г/моль * 0,85 моль) + (60,05 г/моль * 1,33 моль)

Суммарная молярная масса ≈ 158,94 г

Теперь вычислим массовую долю фенола:

Массовая доля фенола = (Молярная масса фенола * количество молей фенола) / Суммарная молярная масса * 100%

Массовая доля фенола = (94,11 г/моль * 0,85 моль) / 158,94 г * 100%

Массовая доля фенола ≈ 50,18%

Аналогично, вычислим массовую долю уксусной кислоты:

Массовая доля уксусной кислоты = (Молярная масса уксусной кислоты * количество молей уксусной кислоты) / Суммарная молярная масса * 100%

Массовая доля уксусной кислоты = (60,05 г/моль * 1,33 моль) / 158,94 г * 100%

Массовая доля уксусной кислоты ≈ 79,82%

Таким образом, массовая доля фенола в растворе составляет примерно 50,18%, а массовая доля уксусной кислоты - примерно 79,82%.