Номер 2, страница 43, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Сколько по массе мыла получится при гидролизе 100 кг жира тристеарина, содержащего 10% примесей, если выход в реакции 90%?

Ответ: 83,5 кг.

Дано:

Масса жира (технического тристеарина), $m_{техн.} = 100 \text{ кг}$

Массовая доля примесей, $w_{прим.} = 10\%$

Практический выход реакции, $\eta = 90\%$

Найти:

Масса мыла, $m_{практ.}(\text{мыла}) - ?$

Решение:

1. Первым шагом определим массу чистого тристеарина, который будет участвовать в реакции. Массовая доля примесей составляет 10%, следовательно, массовая доля чистого вещества равна $100\% - 10\% = 90\%$.

$m(\text{чистого тристеарина}) = m_{техн.} \times (1 - \frac{w_{прим.}}{100\%}) = 100 \text{ кг} \times (1 - 0,1) = 90 \text{ кг}$

2. Запишем уравнение реакции щелочного гидролиза (омыления) тристеарина. Мыло, которое образуется в результате этой реакции, является натриевой солью стеариновой кислоты (стеарат натрия).

$(C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5 + 3NaOH \rightarrow 3C_{17}H_{35}COONa + C_3H_5(OH)_3$

Тристеарин + Гидроксид натрия → Стеарат натрия (мыло) + Глицерин

3. Рассчитаем молярные массы реагента (тристеарина) и продукта (мыла). Используем атомные массы: $C=12 \text{ г/моль}$, $H=1 \text{ г/моль}$, $O=16 \text{ г/моль}$, $Na=23 \text{ г/моль}$.

Молярная масса тристеарина $M((C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5)$ или $M(C_{57}H_{110}O_6)$: $M(\text{тристеарина}) = 57 \times 12 + 110 \times 1 + 6 \times 16 = 684 + 110 + 96 = 890 \text{ г/моль}$, что соответствует $890 \text{ кг/кмоль}$.

Молярная масса стеарата натрия $M(C_{17}H_{35}COONa)$: $M(\text{мыла}) = 17 \times 12 + 35 \times 1 + 12 + 2 \times 16 + 23 = 204 + 35 + 12 + 32 + 23 = 306 \text{ г/моль}$, что соответствует $306 \text{ кг/кмоль}$.

4. Теперь найдем теоретически возможную массу мыла, которая могла бы получиться из 90 кг чистого тристеарина. Согласно уравнению реакции, из 1 моль тристеарина образуется 3 моль мыла. Составим пропорцию по массам:

Из $890 \text{ кг}$ тристеарина образуется $3 \times 306 = 918 \text{ кг}$ мыла.

Из $90 \text{ кг}$ тристеарина образуется $m_{теор.}(\text{мыла})$.

$m_{теор.}(\text{мыла}) = \frac{90 \text{ кг} \times 918 \text{ кг}}{890 \text{ кг}} \approx 92,831 \text{ кг}$

Это теоретический выход продукта.

5. Практический выход составляет 90% от теоретического. Рассчитаем практическую массу полученного мыла:

$m_{практ.}(\text{мыла}) = m_{теор.}(\text{мыла}) \times \eta = 92,831 \text{ кг} \times 0,90 \approx 83,548 \text{ кг}$

Округляя результат до десятых, получаем 83,5 кг.

Ответ: 83,5 кг.