При окислении водного раствора этанола и формальдегида избытком окислителя получили 15 г органической кислоты, а при обработке такого же количества смеси избытком аммиачного раствора оксида серебра получили 43,2 г осадка. Определите массы спирта и альдегида в исходной смеси.

Обозначим количества веществ в исходной смеси:

• этанола — (x) моль;

• формальдегида — (y) моль.

При окислении этанол превращается в уксусную кислоту:

[
\mathrm{C_2H_5OH + 2[O] \rightarrow CH_3COOH + H_2O}
]

Из (1) моль этанола образуется (1) моль уксусной кислоты.

Формальдегид окисляется до муравьиной кислоты:

[
\mathrm{HCHO + [O] \rightarrow HCOOH}
]

Из (1) моль формальдегида образуется (1) моль муравьиной кислоты.

Молярные массы кислот:

[
M(\mathrm{CH_3COOH})=60\ \text{г/моль},
]

[
M(\mathrm{HCOOH})=46\ \text{г/моль}.
]

По условию суммарная масса кислот равна (15) г:

[
60x+46y=15. \tag{1}
]

При взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра этанол не реагирует. Формальдегид восстанавливает серебро в две стадии: сначала окисляется до муравьиной кислоты, а затем муравьиная кислота окисляется до углекислого газа. Поэтому (1) моль формальдегида восстанавливает (4) моль серебра.

Количество выпавшего серебра:

[
n(\mathrm{Ag})=\frac{43{,}2}{108}=0{,}4\ \text{моль}.
]

Следовательно, количество формальдегида:

[
y=\frac{0{,}4}{4}=0{,}1\ \text{моль}.
]

Его масса:

[
m(\mathrm{HCHO})=0{,}1\cdot 30=3\ \text{г}.
]

Подставим (y=0{,}1) в уравнение (1):

[
60x+46\cdot 0{,}1=15,
]

[
60x+4{,}6=15,
]

[
60x=10{,}4,
]

[
x=\frac{10{,}4}{60}=0{,}1733\ \text{моль}.
]

Масса этанола:

[
m(\mathrm{C_2H_5OH})=0{,}1733\cdot 46\approx 8\ \text{г}.
]

Ответ: масса этанола — (8) г, масса формальдегида — (3) г.