Добрый день!
Для определения нормальности раствора, нам нужно знать массу растворенного вещества и объем раствора. В данном случае, у нас есть следующие данные:
Масса растворенного вещества (серной кислоты): m = 14,7 г
Объем раствора: V = 30 мл
Для начала, нужно определить количество вещества (моль), которое содержится в заданных данных. Для этого используем формулу:
n = m/M
где n - количество вещества в молях,
m - масса вещества в граммах,
M - молярная масса вещества.
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль. Так как серная кислота состоит из двух атомов водорода (H), одного атома серы (S) и четырех атомов кислорода (O), то ее молярная масса вычисляется следующим образом:
M(H2SO4) = 2M(H) + M(S) + 4M(O)
M(H) = 1 г/моль (молярная масса водорода)
M(S) = 32 г/моль (молярная масса серы)
M(O) = 16 г/моль (молярная масса кислорода)
Для ответа на данный вопрос, нам нужно разобрать каждый шаг реакции и записать уравнение для каждого превращения вещества.
1. Метан-1 -> Ацетилен-2:
Для превращения метана (CH4) в ацетилен (C2H2) необходимо провести процесс деагидрирования, т.е. удалить из метана молекулу водорода. Данную реакцию можно осуществить при нагревании метана в присутствии катализатора (например, никеля) или используя электрический разряд в смеси метана и водорода.
Уравнение реакции: CH4 -> C2H2 + 2H2
2. Ацетилен-2 -> Бензол-3:
Для превращения ацетилена (C2H2) в бензол (C6H6) необходимо провести циклизацию, т.е. формирование ароматического кольца. Для этого можно использовать реакцию, называемую полимеризацией, которая происходит при использовании определенных катализаторов (например, алюминийхлорида AlCl3) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Уравнение реакции: 3C2H2 -> C6H6
3. Бензол-3 -> Хлорбензол-4:
Для превращения бензола (C6H6) в хлорбензол (C6H5Cl) необходимо провести замещение атомов водорода атомами хлора. Для этого можно использовать реакцию хлорирования с использованием различных хлорирующих агентов (например, хлора, фосгена и т.д.) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Уравнение реакции: C6H6 + Cl2 -> C6H5Cl + HCl
4. Хлорбензол-4 -> Фенол-5:
Для превращения хлорбензола (C6H5Cl) в фенол (C6H5OH) необходимо провести замещение атома хлора гидроксильной группой. Для этого можно использовать реакцию гидролиза с использованием щелочей (например, гидроксида натрия), при нагревании и под давлением.
Уравнение реакции: C6H5Cl + NaOH -> C6H5OH + NaCl
5. Фенол-5 -> 2,4,6-трибромфенол:
Для превращения фенола (C6H5OH) в 2,4,6-трибромфенол (C6H2Br3OH) необходимо провести замещение атомов водорода атомами брома. Для этого можно использовать реакцию бромирования с использованием хлористого или бромистого брома (Br2) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Условия осуществления реакций:
- Для деагидрирования метана, возможны варианты использования высокой температуры, около 900-1000°C и катализатора (например, никеля).
- Для циклизации, требуется использование катализатора (например, алюминийхлорида AlCl3) и определенных условий температуры и давления (оптимально около 500-600°C и 1-2 атм).
- Для хлорирования, возможно использование хлора или фосгена, и требуется использование определенных условий температуры и давления (оптимально около 300-400°C и 5-10 атм).
- Для гидролиза, возможно использование щелочей (например, гидроксида натрия), при нагревании и под давлением (оптимально около 100-150°C и 2-3 атм).
- Для бромирования, возможно использование хлористого или бромистого брома (Br2), и требуется использование определенных условий температуры и давления (оптимально около 50-80°C и 1-2 атм).
Для определения нормальности раствора, нам нужно знать массу растворенного вещества и объем раствора. В данном случае, у нас есть следующие данные:
Масса растворенного вещества (серной кислоты): m = 14,7 г
Объем раствора: V = 30 мл
Для начала, нужно определить количество вещества (моль), которое содержится в заданных данных. Для этого используем формулу:
n = m/M
где n - количество вещества в молях,
m - масса вещества в граммах,
M - молярная масса вещества.
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль. Так как серная кислота состоит из двух атомов водорода (H), одного атома серы (S) и четырех атомов кислорода (O), то ее молярная масса вычисляется следующим образом:
M(H2SO4) = 2M(H) + M(S) + 4M(O)
M(H) = 1 г/моль (молярная масса водорода)
M(S) = 32 г/моль (молярная масса серы)
M(O) = 16 г/моль (молярная масса кислорода)
Теперь, подставим данные в формулу:
M(H2SO4) = 2(1 г/моль) + 32 г/моль + 4(16 г/моль)
M(H2SO4) = 2 г/моль + 32 г/моль + 64 г/моль
M(H2SO4) = 98 г/моль
Теперь, найдем количество вещества в молях:
n = m/M
n = 14,7 г / 98 г/моль
n ≈ 0,15 моль
Итак, в заданном объеме раствора содержится примерно 0,15 моль серной кислоты.
Нормальность раствора определяется как количество эквивалентов вещества, растворенного в 1 литре раствора. Формула для определения нормальности:
N = n/V
где N - нормальность раствора,
n - количество вещества в молях,
V - объем раствора в литрах.
Так как у нас дан объем раствора в миллилитрах, нужно перевести его в литры:
V = 30 мл / 1000 мл/л
V = 0,03 л
Теперь, подставим значения в формулу:
N = n/V
N = 0,15 моль / 0,03 л
N ≈ 5 норм
Итак, нормальность раствора серной кислоты, при данной массе растворенного вещества и объеме раствора, составляет примерно 5 норм.