при сгорании 3,84г синтетического органического волокна,которое используется для изготовления тканей и пленок,было получено 8,8г углекислого газа и 1,44г воды. найдите вещество и…
При сгорании 3,84г синтетического органического волокна,которое используется для изготовления тканей и пленок,было получено 8,8г углекислого газа и 1,44г воды. найдите вещество и напишите уравнения получения этого вещества
Ответ коротко: вещество — полиэтилентерефталат (PET). Эмпирическая формула его мономерной единицы — C5H4O2; повторяющаяся единица PET имеет формулу C10H8O4.
Пошаговое решение
- Вычислим количество молей продуктов неполного сгорания:
- Молярная масса CO2 ≈ 44.01 г/моль. n(CO2) = 8.8 г / 44.01 ≈ 0.2000 моль.
- Молярная масса H2O ≈ 18.015 г/моль. n(H2O) = 1.44 г / 18.015 ≈ 0.0800 моль.
- Определим количество углерода и водорода в образце:
- Углерод: каждый мол CO2 содержит 1 моль C → n(C) = 0.2000 моль.
- Водород: каждый мол H2O содержит 2 моль H → n(H) = 2 × 0.0800 = 0.1600 моль.
- Найдём массу кислорода в образце:
- Масса C: m(C) ≈ 0.2000 × 12.01 ≈ 2.40 г.
- Масса H: m(H) ≈ 0.1600 × 1.008 ≈ 0.161 г.
- Совокупная масса C и H ≈ 2.40 + 0.161 ≈ 2.56 г.
- Масса O в образце: m(O) = 3.84 г − 2.56 г ≈ 1.28 г.
- Молярная масса O ≈ 16.00 г/моль. n(O) ≈ 1.28 г / 16.00 ≈ 0.0800 моль.
- Определим простейшую (эмпирическую) формулу образца:
- n(C) : n(H) : n(O) ≈ 0.2000 : 0.1600 : 0.0800.
- Разделим на наименьшее число 0.0800: C ≈ 2.50, H ≈ 2, O ≈ 1.
- Умножим на 2, чтобы убрать дроби: C = 5, H = 4, O = 2.
- Эмпирическая формула образца: C5H4O2.
- Соотношение молекул связано с PET:
- Эмпирическая формула C5H4O2 умножается на 2 → C10H8O4, что совпадает с формулой повторяющейся единицы PET.
- Следовательно, вещество — полиэтилентерефталат (PET).
Уравнения получения PET (основные варианты)
A) Прямое поликонденсационное синтезирование (терефталатная кислота и этиленгликоль): n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2-CH2-OH → [-O-CH2-CH2-O-CO-C6H4-CO-]n + 2n H2O
B) С использованием диметилтерефталата (MeOOC-Ph-COOCH3)2 и этиленгликоля: n HO-CH2-CH2-OH + n MeOOC-C6H4-COOCH3 → [-O-CH2-CH2-O-CO-C6H4-CO-]n + 2n CH3OH
(Здесь “Ph” обозначает фенильное кольцо, 2 милных связи в мономере дают 2 молекулы воды или 2 молекулы метанола на повторяющийся блок, соответственно.)
Итог
- Вещества: PET (полиэтилентерефталат).
- Мономерная единица: C10H8O4; эмпирическая формула повторяющегося блока: C5H4O2.
- Уравнения получения приведены выше в двух наиболее распространённых вариантах.
