Номер 250, страница 130 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.250. Сколько граммов гидроксида натрия потребуется для щелочного гидролиза 50 г смеси метилпропионата и этилацетата?

Дано:

$m(\text{смеси метилпропионата и этилацетата}) = 50$ г

Найти:

$m(NaOH) - ?$

Решение:

Щелочной гидролиз представляет собой реакцию омыления сложных эфиров. Запишем формулы веществ, которые находятся в смеси: метилпропионат ($CH_3CH_2COOCH_3$) и этилацетат ($CH_3COOCH_2CH_3$).

Ключевым моментом в решении этой задачи является то, что метилпропионат и этилацетат являются изомерами. У них одинаковая общая химическая формула — $C_4H_8O_2$, а значит, и одинаковая молярная масса.

Рассчитаем молярную массу этих эфиров, используя относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$.

$M(C_4H_8O_2) = 4 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 48 + 8 + 32 = 88$ г/моль.

Запишем уравнения реакций щелочного гидролиза для каждого из эфиров с гидроксидом натрия ($NaOH$):

1. Гидролиз метилпропионата:

$CH_3CH_2COOCH_3 + NaOH \rightarrow CH_3CH_2COONa + CH_3OH$

2. Гидролиз этилацетата:

$CH_3COOCH_2CH_3 + NaOH \rightarrow CH_3COONa + CH_3CH_2OH$

Из уравнений реакций видно, что на гидролиз 1 моль любого из этих сложных эфиров расходуется 1 моль гидроксида натрия. Стехиометрическое соотношение количеств веществ $n(\text{эфир}) : n(NaOH) = 1:1$.

Так как соотношение одинаково для обоих компонентов смеси, мы можем рассчитать общее количество вещества для всей смеси эфиров, чтобы найти необходимое количество вещества щелочи.

Найдем общее количество вещества ($n$) эфиров в 50 г смеси:

$n(\text{смеси}) = \frac{m(\text{смеси})}{M(C_4H_8O_2)} = \frac{50 \text{ г}}{88 \text{ г/моль}}$

Количество вещества гидроксида натрия, необходимое для полного гидролиза, будет таким же:

$n(NaOH) = n(\text{смеси}) = \frac{50}{88}$ моль.

Теперь рассчитаем массу гидроксида натрия. Для этого сначала найдем его молярную массу:

$M(NaOH) = Ar(Na) + Ar(O) + Ar(H) = 23 + 16 + 1 = 40$ г/моль.

Масса гидроксида натрия вычисляется по формуле $m = n \cdot M$:

$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = \frac{50}{88} \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = \frac{2000}{88} \text{ г} \approx 22,727...$ г.

Округляя результат до сотых, получаем 22,73 г.

Ответ: для щелочного гидролиза 50 г смеси потребуется 22,73 г гидроксида натрия.