Чтобы определить формулу спирта, начнем с анализа реакции между насыщенным одноатомным спиртом и металлическим натрием. В ходе этой реакции образуется водород:
[ \text{C}n\text{H}{2n+1}\text{OH} + \text{Na} \rightarrow \text{C}n\text{H}{2n+1}\text{O} + \frac{n}{2} \text{H}_2 \uparrow ]
Где C_nH_{2n+1}OH – это общая формула спирта.
- Из условия задачи известно, что масса спирта составляет 30 г.
- Объем выделившегося водорода составляет 5,6 л при нормальних умовах (н.у.), что соответствует 0,25 моль (по уравнению состояния идеального газа: 1 моль газа при н.у. занимает 22,4 л).
- Из уравнения реакции видно, что на 1 моль спирта выделяется 0,5 моль водорода. Следовательно, чтобы получить 0,25 моль водорода, нам понадобится 0,5 моль спирта.
Теперь можем использовать молекулярную массу спирта. Обозначим формулу спирта как C_nH_{2n+1}OH:
- Общая формула можно записать как C_nH_{2n+2}O.
- Молекулярная масса спирта: ( 12n + (2n + 2) + 16 = 14n + 18 ).
При этом знаем, что:
[
\text{Масса} = n \times m_{\text{молекулярная}} = 0,5 \times (14n + 18)
]
Поскольку мы имеем 30 г, можем установить уравнение:
[
30 = 0,5(14n + 18)
]
Умножим обе стороны на 2:
[
60 = 14n + 18
]
Теперь вычтем 18:
[
42 = 14n
]
Таким образом,
[
n = 3
]
Следовательно, формула спирта: C_3H_8O, что соответствует пропанолу.
Итак, насыщенный одноатомний спирт с масою 30 г, реагируя с надлишком натрію, имеет формулу C₃H₈O (пропанол).
