ΧΗΜΕΙΑ 24-9-2016
ΑΣΚΗΣΗ
Ισομοριακό μείγμα που
αποτελείται από αιθανόλη ( CH3CH2OH) και την κεκορεσμένη μονοσθενή αλκοόλη CνΗ2ν+1ΟΗ, έχει μάζα
31,8 gr.
Το μείγμα χωρίζεται σε τρία
ίσα μέρη. Το πρώτο μέρος αντιδρά με περίσσεια Νa οπότε ελευθερώνεται 2,24lt αερίου (↑) μετρημένο σε S.T.P.
Το δεύτερο μέρος του μείγματος
αντιδρά με περίσσεια υδατικού Δ/τος Ι2 / ΝaOH οπότε
σχηματίζονται 78,8 gr
(κίτρινου
ιζήματος)(↓).
Το τρίτο μέρος οξειδώνεται
πλήρως με Δ/μα ΚΜnO4 0,3M παρουσία
Η2SO4.
Να προσδιοριστούν:
A.
Η σύσταση του αρχικού μείγματος.
B.
Ο συντακτικός τύπος της αλκοόλης CνΗ2ν+1ΟΗ.
C.
Ο όγκος (V) του Δ/τος ΚΜnO4 που
αποχρωματίζεται.
Λύση
Ισομοριακό μείγμα σημαίνει και ισογραμμομοριακό μείγμα. Έστω ότι έχουμε
χ mol CH3CH2OH και χ mol κορεσμένης
μονοσθενούς αλκοόλης CνΗ2ν+1ΟΗ
αρχικά. Το μείγμα χωρίζεται σε τρία ίσα μέρη το Α, το Β και το Γ.
Μας δίνεται ότι το μείγμα έχει
μάζα 31,8 gr, δηλαδή
το άθροισμα των μαζών των 2 αλκοολών είναι 31,8 gr δηλαδή
:
χ(12+3+12+2+16+1) +
χ(12ν +2ν +16 +2) = 31,8 ή
64χ + 14νχ = 31,8
(1)
Το Α μέρος του μείγματος
αντιδρά με περίσσεια Νa
οπότε
σχηματίζονται τα αντίστοιχα άλατα του νατρίου και εκλύεται αέριο υδρογόνο (↑) :
CH3CH2OH + περ. Νa
→ CH3CH2ONa + ½ H2
(↑)
Χ / 3 mol
x / 6 mol
CνΗ2Ν+1ΟΗ + περ. Νa → CνΗ2Ν+1ΟNa + ½ H2 (↑)
X / 3 mol x / 6 mol
Άρα τα 2(χ / 6) mol
H2 θα ισούται με V / Vm (Vm
=
22,4 lt ) και
V είναι
ο όγκος του αερίου υδρογόνου. Δηλαδή:
2(χ / 6 ) = 2,24 / 22,4 mol => χ = 0,3 mol (2)
Από τις (1) και (2) έχουμε ότι:
64(0,3) +
14(0,3)ν = 31,8 => 4,2ν = 12,6 => ν ≈ 3 (3)
Έτσι προκύπτουν οι μάζες
των αλκοολών m C3H7OH = 12,6 gr και
m CH3CH2OH = 19,2 gr.
Άρα για ν = 3 ο έχουμε τον μοριακό
τύπο της ζητούμενης αλκοόλης ότι είναι C3H7OH με συντακτικά ισομερή τα εξής:
CH3CH(OH)CH3 και CH3CH2CH2OH
2-προπανόλη και 1 –
προπανόλη
Η αλκοόλη που προκύπτει αντιδρά με διάλυμα Ι2 / ΝaOH και αν σχηματιστεί κίτρινο ίζημα η αλκοόλη είναι δευτεροταγής δηλαδή είναι
ή 2-προπανόλη. Εξ’ άλλου η αιθανόλη είναι η μόνη πρωτοταγής αλκοόλη που δίνει
την αλογονοφορμική αντίδραση και δίνει κίτρινο ίζημα ιωδοφόρμιο (CHI3) (↓)
Έστω ότι έχουμε την αιθανόλη και την 2-προπανόλη. Αν προκύψει ότι τα mol του CHI3 είναι τόσα ώστε να προκύπτει ταυτότητα σημαίνει
ότι όντως έχουμε την 2-προπανόλη.
CH3CH(OH)CH3+4Ι2+6ΝaOH→CHI3↓+CH3COONa+5NaI +5H2O
X / 3 mol x/3 mol
CH3CH2OH
+4I2 + 6NaOH → CHI3↓ +HCOONa +5NaI +5 H2O
X / 3 mol
x / 3
mol
Θα πρέπει να ισχύει 2(χ / 3) = 78,8 / (12+1+3.126,9) mol =>
Χ = 0,3 ή 0,3 = 0,3 ταυτότητα => εχουμε την 2-προπανόλη.
Στο τρίτο μείγμα το Γ ΥΠΆΡΧΟΥΝ ισομοριακές ποσότητες αιθανόλης και 2-προπανόλης
και μας δίνεται ότι αυτό οξειδώνεται πλήρως με δ/μα ΚΜnO4 που αποχρωματίζεται πλήρως.
Λαμβάνουν χώρα οι δύο κάτωθι αντιδράσεις από όπου υπολογίζουμε τoν όγκο V του Δ/τος κΚΜnO4 0,3 M.
5CH3CH2OH + 4KMnO4 + 6H2SO4→5CH3COOH
+ 4MnSO4 +2K2SO4 +
11H20
X/3 mol 4x/15 mol
5CH3CH(OH)CH3 +2KMnO4 +6H2SO4→5CH3C=OCH3
+2MnSO4
+K2SO4 +8H2O
X / 3 mol 2x/15 mol
Άρα V .c
= 6χ / 15 => V = 6.0,3/(15.0,3)
lt => V = 0,4 lt
Άρα ο όγκος του Δ/τος ΚΜnΟ4 είναι
0,4 λίτρα.
