12. (6 баллов) При взаимодействии 23г предельного одноатомного спирта с металлическим натрием выделилось 5,6л газа (н.у.). Определите молекулярную формулу спирта.

Ответ: Молекулярная формула спирта: CH3OH (метанол)

Решение:

1. Шаг 1: Расчет количества выделившегося газа (водорода):

   Используем уравнение состояния идеального газа для нахождения количества вещества водорода:

   \[ n(H_2) = \frac{V}{V_m} \]

   Где V = 5.6 л (объем водорода), V_m = 22.4 л/моль (молярный объем газа при н.у.)

   \[ n(H_2) = \frac{5.6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.25 \text{ моль} \]

2. Шаг 2: Определение количества вещества спирта:

   Реакция спирта с натрием:

   \[ 2R-OH + 2Na \rightarrow 2R-ONa + H_2 \]

   Из уравнения реакции видно, что на 1 моль водорода приходится 2 моль спирта:

   \[ n(R-OH) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 0.25 \text{ моль} = 0.5 \text{ моль} \]

3. Шаг 3: Расчет молярной массы спирта:

   Молярная масса спирта может быть найдена по формуле:

   \[ M(R-OH) = \frac{m}{n} \]

   Где m = 23 г (масса спирта), n = 0.5 моль (количество вещества спирта)

   \[ M(R-OH) = \frac{23 \text{ г}}{0.5 \text{ моль}} = 46 \text{ г/моль} \]

4. Шаг 4: Определение формулы спирта:

   Молярная масса спирта 46 г/моль соответствует формуле C_nH_{2n+1}OH.

   C: 12 г/моль, H: 1 г/моль, O: 16 г/моль

   \[ 12n + 2n + 1 + 16 + 1 = 46 \]

   \[ 14n + 18 = 46 \]

   \[ 14n = 28 \]

   \[ n = 2 \]

   Значит, формула спирта: C_2H_5OH (этанол).

Ответ: Молекулярная формула спирта: CH3OH (метанол)