У нас есть некий углеводород, масса которого составляет 42 г. При его обработке получается монохлорпроизводное, при этом выделяется хлорводород. Далее, этот хлорводород растворяется в 300 г 10% раствора соляной кислоты, и после этого массовая доля хлорводорода в растворе становится равной 23,1%.
Для решения данной задачи нужно использовать химическую формулу массовой доли вещества, которая выглядит следующим образом:
\( \text{Массовая доля вещества} = \frac{\text{Масса вещества}}{\text{Масса раствора или смеси}} \times 100\% \)
Перед тем, как перейти к решению задачи, необходимо узнать молекулярный вес хлорводорода. По таблице молекулярных весов элементов, мы видим, что молекулярный вес хлора (Cl) составляет 35,5 г/моль, а молекулярный вес водорода (H) - 1 г/моль. Зная это, мы можем подсчитать молекулярный вес хлорводорода следующим образом:
\( \text{Молекулярный вес хлорводорода} = \text{Молекулярный вес Cl} + \text{Молекулярный вес H} \)
\( \text{Молекулярный вес хлорводорода} = 35,5 \text{ г/моль} + 1 \text{ г/моль} = 36,5 \text{ г/моль} \)
Перейдем непосредственно к решению задачи.
1. Определим количество хлорводорода в растворе до и после его обработки с углеводородом.
2. Из уравнения реакции известно, что масса выделенного хлорводорода должна быть равной массе углеводорода. Поэтому мы можем записать следующее уравнение:
а) Уравнение реакции монохлорирования толуола в кольцо (при катализе FeCl3):
CH3—C6H5 + Cl2 → CH3—C6H4—Cl + HCl
Пояснение:
В данной реакции монохлорирования толуола в кольцо, молекула толуола (CH3—C6H5) вступает в реакцию с молекулой хлора (Cl2) при наличии катализатора FeCl3. В результате происходит замещение одного из атомов водорода в молекуле толуола атомом хлора, образуя монохлорированный толуол (CH3—C6H4—Cl) и выделяется соляная кислота (HCl).
б) Уравнение реакции монохлорирования толуола в боковую цепь:
CH3—C6H5 + Cl2 → CH3—C6H4—CH2Cl + HCl
Пояснение:
Реакция монохлорирования толуола в боковую цепь аналогична реакции монохлорирования в кольцо, только атом хлора замещает атом водорода в боковой цепи молекулы толуола. В результате образуется монохлорированный толуол с боковой цепью (CH3—C6H4—CH2Cl) и выделяется соляная кислота (HCl).
Однако, следует отметить, что выбор реакционного пути (в кольцо или в боковую цепь) зависит от условий проведения реакции и характера катализатора.
Cu(Oh)2=CuO+H2O
CuO+2AgNO3=Cu(NO3)2+Ag2O
CaCO3=CaO+CO2
CaO+2HCl=CaCl2+H2O