При окислении этаналя выделилось 2,7 г серебра. Какой объем ацетилена потребуется для получения необходимой массы этаналя?

Для того чтобы рассчитать, какой объем ацетилена потребуется для получения 2,7 г серебра при окислении этаналя, нужно сначала понять, что происходит в реакции.

1. Реакция окисления этаналя: При окислении этаналя (CH₃CHO) в присутствии аммиачного раствора серебра (к примеру, при реакции с аммиачным раствором оксида серебра), серебро восстанавливается, а этаналь окисляется до уксусной кислоты. Реакция выглядит следующим образом:

   $$2 CH₃CHO + 3 Ag₂O → 2 CH₃COOH + 3 Ag$$

   Из уравнения видно, что два молекулы этаналя (CH₃CHO) реагируют с тремя молекулами оксида серебра (Ag₂O), и в результате реакции выделяется три молекулы серебра (Ag).

2. Определение массы серебра: В задаче сказано, что в процессе окисления выделилось 2,7 г серебра. Для того чтобы найти, сколько молей серебра выделилось, нужно использовать его молекулярную массу (Ag ≈ 108 г/моль):

   $$n(Ag) = \frac{m(Ag)}{M(Ag)} = \frac{2,7 \, \text{г}}{108 \, \text{г/моль}} = 0,025 \, \text{моль}$$

3. Определение количества молекул этаналя: Из уравнения реакции видно, что на 3 молекулы серебра требуется 2 молекулы этаналя. Значит, если выделилось 0,025 моль серебра, то количество молекул этаналя будет следующим:

   $$n(CH₃CHO) = \frac{2}{3} \times n(Ag) = \frac{2}{3} \times 0,025 \, \text{моль} = 0,01667 \, \text{моль}$$

4. Рассчитываем массу этаналя: Массу этаналя можно найти, умножив количество молей этаналя на его молекулярную массу. Молекулярная масса этаналя (CH₃CHO) составляет около 44 г/моль.

   $$m(CH₃CHO) = n(CH₃CHO) \times M(CH₃CHO) = 0,01667 \, \text{моль} \times 44 \, \text{г/моль} = 0,733 \, \text{г}$$

5. Реакция ацетилена с кислородом: Чтобы получить этаналь, ацетилен (C₂H₂) должен пройти реакцию с кислородом, как это происходит при синтезе ацетальдегида. Реакция имеет вид:

   $$2 C₂H₂ + O₂ → 2 CH₃CHO$$

   Из уравнения видно, что для получения двух молекул этаналя требуется два молекулы ацетилена.

6. Определение количества ацетилена: Мы уже знаем, что для получения 0,01667 моль этаналя нужно 0,01667 моль ацетилена, так как молекулы ацетилена и этаналя находятся в 1:1 соотношении по моли в реакции.

7. Рассчитаем объем ацетилена: Чтобы найти объем ацетилена, воспользуемся законом Авогадро. При нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм) один моль газа занимает 22,4 л. Следовательно, объем 0,01667 моль ацетилена будет:

   $$V(C₂H₂) = n(C₂H₂) \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,01667 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,373 \, \text{л}$$

Таким образом, для получения 2,7 г серебра при окислении этаналя потребуется примерно 0,373 литра ацетилена при нормальных условиях.