Номер 5, страница 141 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 5*. Рассчитайте массу пропанола-1 и муравьиной кислоты, которые надо взять для получения пропилформиата объемом 200 мл (плотность эфира равна 0,906г/мл).

Ответ: 123,5 г; 94,7 г.

Дано: $V(\text{пропилформиата}) = 200 \, \text{мл}$ $\rho(\text{пропилформиата}) = 0,906 \, \text{г/мл}$

Перевод в систему СИ: $V = 200 \, \text{мл} = 200 \cdot 10^{-6} \, \text{м}^3 = 2 \cdot 10^{-4} \, \text{м}^3$ $\rho= 0,906 \, \text{г/мл} = 0,906 \cdot \frac{10^{-3} \, \text{кг}}{10^{-6} \, \text{м}^3} = 906 \, \text{кг/м}^3$

Найти: $m(\text{пропанола-1}) - ?$ $m(\text{муравьиной кислоты}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции этерификации для получения пропилформиата из пропанола-1 и муравьиной кислоты. Реакция протекает в молярном соотношении 1:1:1. $HCOOH + CH_3CH_2CH_2OH \xrightarrow{H^+} HCOOCH_2CH_2CH_3 + H_2O$

2. Найдем массу полученного пропилформиата ($HCOOC_3H_7$), зная его объем и плотность. Масса равна произведению объема на плотность. $m(\text{эфира}) = V(\text{эфира}) \cdot \rho(\text{эфира})$ $m(HCOOC_3H_7) = 200 \, \text{мл} \cdot 0,906 \, \text{г/мл} = 181,2 \, \text{г}$

3. Рассчитаем молярные массы реагентов и продукта. Будем использовать относительные атомные массы, округленные до целых чисел: $Ar(H)=1$, $Ar(C)=12$, $Ar(O)=16$.

Молярная масса пропилформиата ($C_4H_8O_2$): $M(C_4H_8O_2) = 4 \cdot Ar(C) + 8 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 4 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 88 \, \text{г/моль}$

Молярная масса пропанола-1 ($C_3H_8O$): $M(C_3H_8O) = 3 \cdot Ar(C) + 8 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 60 \, \text{г/моль}$

Молярная масса муравьиной кислоты ($CH_2O_2$): $M(CH_2O_2) = 1 \cdot Ar(C) + 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 1 \cdot 12 + 2 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 46 \, \text{г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) пропилформиата. $n = \frac{m}{M}$ $n(C_4H_8O_2) = \frac{181,2 \, \text{г}}{88 \, \text{г/моль}} \approx 2,059 \, \text{моль}$

5. Согласно уравнению реакции, для получения 1 моль эфира требуется 1 моль кислоты и 1 моль спирта. Поскольку в условии не указан выход реакции, принимаем его за 100%. Следовательно, количество вещества пропанола-1 и муравьиной кислоты будет равно количеству вещества полученного эфира. $n(C_3H_8O) = n(CH_2O_2) = n(C_4H_8O_2) \approx 2,059 \, \text{моль}$

6. Рассчитаем массы пропанола-1 и муравьиной кислоты, необходимые для реакции.

Масса пропанола-1: $m(C_3H_8O) = n(C_3H_8O) \cdot M(C_3H_8O) = 2,059 \, \text{моль} \cdot 60 \, \text{г/моль} \approx 123,54 \, \text{г}$

Масса муравьиной кислоты: $m(CH_2O_2) = n(CH_2O_2) \cdot M(CH_2O_2) = 2,059 \, \text{моль} \cdot 46 \, \text{г/моль} \approx 94,71 \, \text{г}$

7. Округляем полученные значения до десятых. $m(\text{пропанола-1}) \approx 123,5 \, \text{г}$ $m(\text{муравьиной кислоты}) \approx 94,7 \, \text{г}$

Ответ: для получения 200 мл пропилформиата необходимо взять 123,5 г пропанола-1 и 94,7 г муравьиной кислоты.