3. Смешали 31,3 г 3%-го раствора фенола и 320 г 1%-го раствора брома в воде. Рассчитайте массу образовавшегося осадка.

Решение:

1. Расчет массы фенола и брома:

Масса фенола (C₆H₅OH) в растворе:

m(C_6H_5OH) = 31,3 г \(\times\) \(\frac{3\%}{100\%}\) = 31,3 г \(\times\) 0,03 = 0,939 г

Масса брома (Br₂) в растворе:

m(Br_2) = 320 г \(\times\) \(\frac{1\%}{100\%}\) = 320 г \(\times\) 0,01 = 3,2 г

2. Уравнение реакции:

Фенол реагирует с бромной водой, образуя осадок 2,4,6-трибромфенола.

C_6H_5OH + 3Br_2 \(\rightarrow\) C_6H_2(Br)_3OH \(\downarrow\) + 3HBr

3. Расчет молярных масс:

Молярная масса фенола: \( M(C_6H_5OH) = 6 \times 12 + 5 \times 1 + 16 + 1 = 94 г/моль \)

Молярная масса брома: \( M(Br_2) = 2 \times 80 = 160 г/моль \)

Молярная масса 2,4,6-трибромфенола: \( M(C_6H_2(Br)_3OH) = 12 \times 6 + 2 \times 1 + 3 \times 80 + 16 + 1 = 72 + 2 + 240 + 16 + 1 = 331 г/моль \)

4. Определение лимитирующего реагента:

Рассчитаем количество вещества фенола:

n(C_6H_5OH) = \(\frac{m(C_6H_5OH)}{M(C_6H_5OH)}\) = \(\frac{0,939 г}{94 г/моль}\) \(\approx\) 0,00999 моль

Рассчитаем количество вещества брома:

n(Br_2) = \(\frac{m(Br_2)}{M(Br_2)}\) = \(\frac{3,2 г}{160 г/моль}\) = 0,02 моль

Согласно уравнению реакции, для реакции с 0,00999 моль фенола требуется:

n(Br_2)_{необх} = 0,00999 моль \(\times\) 3 = 0,02997 моль

Так как у нас есть только 0,02 моль брома, бром является лимитирующим реагентом.

5. Расчет массы осадка:

Исходя из лимитирующего реагента (брома), рассчитаем количество вещества осадка:

Из 3 моль Br₂ образуется 1 моль C₆H₂(Br)₃OH. Следовательно, из 0,02 моль Br₂ образуется:

n(C_6H_2(Br)_3OH) = \(\frac{0,02 моль}{3}\) \(\approx\) 0,00667 моль

Рассчитаем массу осадка:

m(C_6H_2(Br)_3OH) = n(C_6H_2(Br)_3OH) \(\times\) M(C_6H_2(Br)_3OH) = 0,00667 моль \(\times\) 331 г/моль \(\approx\) 2,207 г

Ответ: Масса образовавшегося осадка составляет приблизительно 2,21 г.