Номер 133, страница 180 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

5.133. К 150 г 5%-го раствора аминоуксусной кислоты добавили 100 г 5%-го раствора гидроксида калия. Определите массу полученной в растворе соли.

Дано:

$m_{р-ра}(NH_2CH_2COOH) = 150 \text{ г}$

$\omega(NH_2CH_2COOH) = 5\% \text{ или } 0,05$

$m_{р-ра}(KOH) = 100 \text{ г}$

$\omega(KOH) = 5\% \text{ или } 0,05$

Найти:

$m(NH_2CH_2COOK) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. Аминоуксусная кислота (глицин) реагирует с гидроксидом калия по карбоксильной группе, образуя соль (аминоацетат калия) и воду:

$NH_2CH_2COOH + KOH \rightarrow NH_2CH_2COOK + H_2O$

2. Рассчитаем массы чистых веществ в исходных растворах, используя формулу $m_{вещества} = m_{раствора} \cdot \omega$.

Масса аминоуксусной кислоты:

$m(NH_2CH_2COOH) = 150 \text{ г} \cdot 0,05 = 7,5 \text{ г}$

Масса гидроксида калия:

$m(KOH) = 100 \text{ г} \cdot 0,05 = 5 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы реагентов и продукта (соли), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д. И. Менделеева (округляем до целых):

$M(NH_2CH_2COOH) = 14 + 5 \cdot 1 + 2 \cdot 12 + 2 \cdot 16 = 75 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

$M(NH_2CH_2COOK) = 14 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 12 + 2 \cdot 16 + 39 = 113 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (в молях) для каждого из реагентов по формуле $n = m/M$.

Количество вещества аминоуксусной кислоты:

$n(NH_2CH_2COOH) = \frac{7,5 \text{ г}}{75 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Количество вещества гидроксида калия:

$n(KOH) = \frac{5 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0,0893 \text{ моль}$

5. Определим, какой из реагентов находится в недостатке. Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в стехиометрическом соотношении 1:1. Сравним количество вещества реагентов:

$0,0893 \text{ моль} (KOH) < 0,1 \text{ моль} (NH_2CH_2COOH)$

Гидроксид калия находится в недостатке, следовательно, он прореагирует полностью, и дальнейший расчет массы продукта реакции следует вести по нему.

6. По уравнению реакции, количество вещества образовавшейся соли равно количеству вещества гидроксида калия, вступившего в реакцию:

$n(NH_2CH_2COOK) = n(KOH) = \frac{5}{56} \text{ моль}$

7. Рассчитаем массу полученной соли (аминоацетата калия) по формуле $m = n \cdot M$.

$m(NH_2CH_2COOK) = \frac{5}{56} \text{ моль} \cdot 113 \text{ г/моль} \approx 10,09 \text{ г}$

Ответ: масса полученной в растворе соли составляет 10,09 г.