Нагревание этилового спирта с концентрированной серной кислотой до 140 °С приводит к образованию смеси, состоящей из двух органических веществ с плотностью по водороду 18,26. Определите выход каждого компонента в полученной смеси в расчёте на этиловый спирт, который прореагировал на 87%.

При нагревании этилового спирта с концентрированной серной кислотой при температуре около 140 °С протекает реакция образования диэтилового эфира:

Одновременно часть спирта может обезвоживаться до этилена:

В результате смесь органических веществ состоит из диэтилового эфира $C_2{H}_{5}O{C}_2{H}_5$ и этилена $C_2{H}_4$.

1. Определяем состав смеси по плотности

Относительная плотность смеси по водороду:

Молярная масса смеси:

Пусть $x$ — мольная доля диэтилового эфира, тогда доля этилена равна $1-x$.

Молярные массы:

Составим уравнение:

Значит, в смеси:

• диэтилового эфира — 18,5% по количеству вещества;

• этилена — 81,5% по количеству вещества.

Возьмём 1 моль полученной смеси:

2. Находим расход этилового спирта

На образование эфира требуется в 2 раза больше спирта:

На образование этилена:

Всего прореагировало:

Доля спирта, израсходованного на образование эфира:

Доля спирта, израсходованного на образование этилена:

Это выходы компонентов относительно прореагировавшего этилового спирта.

Но сказано, что прореагировало только 87% исходного спирта. Поэтому от исходного количества спирта:

Ответ:

Из прореагировавшего этилового спирта:

• 31,2% спирта превращается в диэтиловый эфир;

• 68,8% спирта превращается в этилен.

Если считать от исходного количества этилового спирта, то выходы составляют:

• диэтиловый эфир — 27,1%;

• этилен — 59,9%.