Номер 7, страница 164 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 23. Химическое равновесие и способы его смещения - номер 7, страница 164.

Условие.

7. В состоянии равновесия концентрации уксусной кислоты, этилового спирта и этилацетата равны соответственно (моль/л): 0,12; 0,18; 0,22. Рассчитайте начальные концентрации кислоты и спирта в реакции этерификации.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Равновесная концентрация уксусной кислоты $C_{равн}(CH_3COOH) = 0,12$ моль/л

Равновесная концентрация этилового спирта $C_{равн}(C_2H_5OH) = 0,18$ моль/л

Равновесная концентрация этилацетата $C_{равн}(CH_3COOC_2H_5) = 0,22$ моль/л

Найти:

Начальную концентрацию уксусной кислоты $C_{нач}(CH_3COOH)$

Начальную концентрацию этилового спирта $C_{нач}(C_2H_5OH)$

Решение:

Реакция этерификации уксусной кислоты этиловым спиртом описывается следующим химическим уравнением:

$CH_3COOH + C_2H_5OH \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

Из уравнения реакции видно, что все вещества реагируют и образуются в мольном соотношении 1:1:1:1.

Предполагается, что в начальный момент времени в реакционной смеси отсутствовали продукты реакции, то есть начальные концентрации этилацетата и воды были равны нулю.

$C_{нач}(CH_3COOC_2H_5) = 0$ моль/л

$C_{нач}(H_2O) = 0$ моль/л

Равновесная концентрация образовавшегося этилацетата составляет 0,22 моль/л. Согласно стехиометрии реакции, это означает, что в реакцию вступило 0,22 моль/л уксусной кислоты и 0,22 моль/л этилового спирта. Обозначим это изменение концентрации как $\text{x}$.

$x = C_{равн}(CH_3COOC_2H_5) = 0,22$ моль/л

Начальная концентрация реагента равна сумме его равновесной концентрации и концентрации, которая прореагировала.

Рассчитаем начальную концентрацию уксусной кислоты:

$C_{нач}(CH_3COOH) = C_{равн}(CH_3COOH) + x$

$C_{нач}(CH_3COOH) = 0,12 \text{ моль/л} + 0,22 \text{ моль/л} = 0,34 \text{ моль/л}$

Рассчитаем начальную концентрацию этилового спирта:

$C_{нач}(C_2H_5OH) = C_{равн}(C_2H_5OH) + x$

$C_{нач}(C_2H_5OH) = 0,18 \text{ моль/л} + 0,22 \text{ моль/л} = 0,40 \text{ моль/л}$

Ответ: начальная концентрация уксусной кислоты – 0,34 моль/л; начальная концентрация этилового спирта – 0,40 моль/л.