определите неизвестный элемент образовавшийся при протекании

Ответ от Ник[гуру]
Запишем полуреакцию восстановления перманганата калия в НЕЙТРАЛЬНОЙ СРЕДЕ
MnO4(-) + 2H2O + 3e = MnO2↓ + 4OH(-)
Оксид марганца (IV) выпал в осадок, следовательно, фильтрат будет представлять собой смесь продуктов окисления углеводорода и гидроксид калия.
К фильтрату добавили избыток H2SO4, при этом выделилось 1,635 л (н. у. ) газа и образовался осадок бензойной кислоты.
Значит, одним из продуктов окисления углеводорода являлась соль бензойной кислоты – бензоат калия. Именно бензоат КАЛИЯ, поскольку реакция окисления углеводорода протекала с перманганатом КАЛИЯ в нейтральной среде, следовательно, в фильтрате присутствовали только катионы калия К (+).
2С6Н5СООК + H2SO4 = 2С6Н5СООН + K2SO4
Еще одним продуктом реакции взаимодействия H2SO4 с продуктами окисления углеводорода был газ. Поскольку оксид марганца (IV) был отфильтрован, то кислород в реакции с H2SO4 выделиться не мог. Значит, выделившийся в результате реакции газ – СО2, который мог выделиться при взаимодействии H2SO4 с карбонатом КАЛИЯ.
К2СО3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2↑ + H2O
Значит, продуктами окисления углеводорода перманганатом калия были: бензоат калия и карбонат калия. Следовательно, неизвестный углеводород был ароматическим.
Поскольку в результате окисления перманганатом калия образовались бензоат калия и карбонат калия, то неизвестный углеводород имел ТОЛЬКО ОДНУ боковую цепь. Если бы неизвестный ароматический углеводород, к примеру, имел две боковые цепи, то в результате всех реакций образовалась бы фталевая кислота.
Тогда СХЕМА окисления неизвестного углеводорода перманганатом калия в нейтральной среде будет выглядеть так:
-α моль------------α моль--------β моль
αС6Н5 − R → αС6Н5СООK + βK2СО3
При ЖЕСТКОМ окислении ароматического углеводорода с одной боковой цепью перманганатом калия KMnO4 в НЕЙТРАЛЬНОМ растворе образуются СОЛЬ карбоновой кислоты и КАРБОНАТ калия. При таком окислении происходит разрыв углеводородной цепи углеводородного радикала. Оторвавшиеся атомы углерода окисляются до карбонат-иона СО3(2-), а атом углерода непосредственно связанный с ароматическим кольцом окисляется до карбоксил-иона СОО (-).
Определим простейшую формулу углеводорода
Массовая доля водорода в углеводороде
w(H) = 100% – w(C) = 100 – 92,31 = 7,69%
Отношение числа атомов элементов в соли равно отношению числа молей элементов
n(C) : n(H) = w(C)/A(C) : w(H)/A(H) = 92,31/12 : 7,69/1 = 1 : 1
Следовательно, данный углеводород содержит равное число атомов углерода и водорода и простейшая формула углеводорода СхНх.
Найдем количество вещества атомов углерода оторвавшихся от углеводородной цепи.
n(CO2) = V(CO2)/Vm = 1,635/22,4 = 0,073 моль
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем при н. у.
n(С) = n(CO2) = 0,073 моль
Получили
n(С) = n(CxHx) = 0,073 моль
Поскольку количество вещества оторвавшихся атомов водорода равно количеству вещества неизвестного углеводорода, то можно сделать вывод, что от боковой цепи ароматического углеводорода оторвался только один атом углерода.
Тогда СХЕМА окисления неизвестного углеводорода перманганатом калия в нейтральной среде будет выглядеть так:
-α моль------------α моль--------α моль
αС6Н5 − R → αС6Н5СООK + αK2СО3
Следовательно, в боковой цепи ароматического углеводорода было только два атома углерода: один оторвался и окислился до до карбонат-иона СО3(2-), а атом углерода непосредственно связанный с ароматическим кольцом окислился до карбоксил-иона СОО (-).
Следовательно, брутто-формула неизвестного углеводорода С8Н8.
С учетом того, что неизвестный углеводород является ароматическим, формула неизвестного вещества С6Н5 – С2Н3, что соответствует стиролу.
Уравнение окисления стирола перманганатом калия в нейтральной среде.
3С6Н5 – СН = СН2 + 10KMnO4 → 3С6Н5 – СOOК + 3К2CO3 + 10MnO2↓ + KOH + 4Н2О