При окислении порцни метана получена смесь продуктов, содержащая 6,87 моль атомов (метана не осталось). Полученную смесь продуктов реакцин разделили на три равные части. Для вейтрализацин одной из них требуется 20 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 7 моль/л. Другая порция может вступить в реакцию максимально с 80 г 4,2%-го раствора гидрокарбоната натрия. При обработке последней порции нэбыт- ком аммиачного раствора оксида серебра (I) образовалось 34,56 г осадка. Вычислите массу спирта, образовавшегося при окислении всей порцин метана.

Для начала необходимо определить количество молей метана, которое было использовано при окислении. Так как в смеси продуктов содержится 6,87 моль атомов, то количество молей метана равно 6,87/4 = 1,72 моль.

Далее рассмотрим каждую из трех порций продуктов.

1) Для нейтрализации одной трети смеси продуктов используется 20 мл раствора NaOH с концентрацией 7 моль/л. Так как объем раствора известен, то можно определить количество молей NaOH, необходимых для нейтрализации:

n(NaOH) = V * C = 0,02 л * 7 моль/л = 0,14 моль

Так как смесь продуктов является нейтральной, то количество молей кислотных групп в этой порции равно количеству молей основных групп:

n(CH4) = n(HCOOH) + n(CH3COOH) + n(NH3) + n(H2CO3) + n(HCO3-) + n(CO3--) + n(H2O)

Так как смесь продуктов была разделена на три равные части, то количество молей кислотных групп в одной порции равно:

n(CH4)/3 = (1,72 моль)/3 = 0,57 моль

Таким образом, количество молей основных групп в одной порции также равно 0,57 моль.

2) Для вступления в реакцию второй порции продуктов необходимо использовать не более 80 г 4,2%-го раствора NaHCO3. Сначала определим концентрацию NaHCO3 в г/л:

4,2 г NaHCO3 на 100 г раствора = 42 г на 1000 мл = 42 г/л

Тогда количество молей NaHCO3 в 80 г раствора равно:

n(NaHCO3) = m/V = 80 г / (42 г/л) = 1,9 моль

Для вступления в реакцию с этой порцией продуктов необходимо, чтобы количество молей кислотных групп не превышало 1,9 моль. Так как в одной порции содержится 0,57 моль кислотных групп, то можно использовать только 0,57 моль / 1,9 моль/л = 0,3 л = 300 мл этой порции продуктов.

3) При обработке третьей порции продуктов набыток аммиачного раствора оксида серебра (I) образовался в виде осадка массой 34,56 г. Это означает, что в этой порции содержится некоторое количество ионов Ag+.

Масса AgNO3, необходимая для осаждения всех ионов Ag+ в этой порции, равна массе осадка:

m(AgNO3) = 34,56 г

Так как AgNO3 реагирует с NaHCO3, то количество молей NaHCO3, необходимых для осаждения всех ионов Ag+, равно количеству молей AgNO3:

n(NaHCO3) = n(AgNO3) = m(AgNO3) / M(AgNO3) = 34,56 г / 169,87 г/моль = 0,203 моль

Таким образом, количество молей кислотных групп в третьей порции продуктов равно:

n(CH4)/3 = (1,72 моль)/3 = 0,57 моль

Количество молей основных групп в этой порции равно разности между количеством молей ионов Ag+ и количеством молей NaHCO3:

n(NH3) + n(H2CO3) + n(HCO3-) + n(CO3--) + n(H2O) = n(Ag+) - n(NaHCO3) = 0,203 моль - 0,57 моль = -0,367 моль

Отрицательное значение говорит о том, что в этой порции продуктов содержится избыток кислотных групп. Это может быть связано с тем, что не все метановые молекулы полностью окислились до CO2 и H2O.

Теперь можно определить количество молей спирта, образовавшегося при окислении всей порции метана. Количество молей спирта равно разности между количеством молей метана и количеством молей кислотных групп в трех порциях продуктов:

n(спирт) = n(CH4) - n(CH3COOH) - n(HCOOH) - n(NH3) - n(H2CO3) - n(HCO3-) - n(CO3--) - n(H2O)

n(спирт) = 1,72 моль - 3 * 0,57 моль + 0,203 моль - 0,367 моль = 0,03 моль

Молярная масса спирта (C2H5OH) равна 46,07 г/моль. Тогда масса спирта, образовавшегося при окислении всей порции метана, равна:

m(спирт) = n(спирт) * M(спирт) = 0,03 моль * 46,07 г/моль = 1,38 г

Ответ: масса спирта, образовавшегося при окислении всей порции метана, равна 1,38 г.