С6Н5СООН
C6H5CH3 Х
Толуол при окислении превращается в бензойную кислоту C6H5COOH.
В этой реакции окислителем является перманганат калия за счет Mn+7. В кислой среде Mn+7 восстанавливается до Mn+2. Восстановителем является толуол за счет атомов углерода. Рассчитаем степень окисления углерода в толуоле и бензойной кислоте. Запишем для удобства расчета их формулы в виде молекулярных: C7H8 и C7H6O2. Так как у водорода степень окисления +1, а у кислорода -2, то в толуоле степень окисления углерода получается дробная -8/7. Это средняя степень окисления атом углерода, на самом деле атомы углерода имеют разную степень окисления, и в среднем получается -8/7. В бензойной кислоте средняя степень окисления углерода -2/7. Пользоваться дробной степенью окисления углерода при уравнивании неудобно. Поскольку и исходное вещество, и продукт реакции содержат по 7 атомов углерода, можно рассчитать суммарный заряд всех семи атомов углерода до и после реакции. В толуоле получается (7С)-8, а в бензойной кислоте (7С)-2.
Тогда схема электронного баланса выглядит следующим образом:
(7С)-8 – 6e → (7С)-2│5
Mn+7 + 5e → Mn+2│6
Продуктами реакции, помимо бензойной кислоты, будут сульфат марганца (II), сульфат калия и вода. Уравнение реакции:
5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 5C6H5COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O.
Mg + 2НСl = MgCl2 + H2,
2Al + 6НСl = 2АlСl3 + 3Н2.
Пусть в 0,39 г сплава содержится х моль Mg и у моль Al, тогда
m(сплава) = 24х + 27у = 0,39 г
Количество выделившегося водорода равно
ν(Н2) = х + 1,5у.
По условию задачи выделилось
ν(Н2) = х + 1,5у = 0,448 л/ 22,4 л / моль = 0,02 моль.
Решая систему, получаем
х = 0,005 моль – ν(Mg), у = 0,01 моль – ν(Al).
Массы магния и алюминия в 0,39 г сплава равны:
m(Mg) = 24 г/моль · 0,005 моль = 0,12 г;
m(Al) = 27 г/моль · 0,01 моль = 0,27 г.
Массовые доли компонентов сплава рассчитываем по формуле:
ω=m(металла)⋅100%/m(сплава)
ω(Mg) = 0,12 г ⋅100%/0,39 г= 30,8%;
ω(Al) =0,27 г ⋅100%/0,39 г= 69,2%.
