При окислении смеси бензола и толуола подкисленным раствором перманганата калия при нагревании получено 8,54 г одноосновной органической кислоты. При полном сгорании этой смеси образуется 11,52 г воды. Определите массы веществ в исходной смеси.

1. Записываем уравнения протекающих реакций:

5C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5C₆H₅COOH + 3K₂SO₄ + 6MnSO₄ + 14H₂O;

C₆H₅CH₃ + 9O₂ = 7CO₂ + 4H₂O;

2C₆H₆ + 15O₂ = 12CO₂ + 6H₂O;

2. найдем химическое количество бензойной кислоты:

n (C₆H₅COOH) = m (C₆H₅COOH) : M (C₆H₅COOH);

M (C₆H₅COOH) = 7 * 12 + 6 + 2 * 16 = 122 г/моль;

n (C₆H₅COOH) = 8,54 : 122 = 0,07 моль;

3. определим количество толуола:

n (C₆H₅CH₃) = n (C₆H₅COOH) = 0,07 моль;

4. рассчитаем химическое количество воды, образовавшейся при сгорании смеси:

n_общ (H₂O) = m (H₂O) : M (H₂O) = 11,52 : 18 = 0,64 моль;

5. определим количество воды, выделившейся при сгорании толуола:

n (H₂O) = n (C₆H₅CH₃) * 4 = 0,07 * 4 = 0,28 моль;

6. находим количество оставшейся воды при сгорании бензола, его количество:

n_из бензола (H₂O) = 0,64 - 0,28 = 0,36 моль;

n (C₆H₆) = n_из бензола (H₂O) : 3 = 0,36 : 3 = 0,12 моль;

7. вычислим массы веществ в исходной смеси:

m (C₆H₅CH₃) = n (C₆H₅CH₃) * M (C₆H₅CH₃);

M (C₆H₅CH₃) = 7 * 12 + 8 = 92 г/моль;

m (C₆H₅CH₃) = 0,07 * 92 = 6,44 г;

m (C₆H₆) = n (C₆H₆) * M (C₆H₆);

M (C₆H₆) = 6 * 12 + 6 = 78 г/моль;

m (C₆H₆) = 0,12 * 78 = 9,36 г.

Ответ: 6,44 г толуола; 9,36 г бензола.