Номер 2.34, страница 49, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.34. Вычислите массу уксусно-этилового эфира, полученного при взаимодействии уксусной кислоты со 100 г этилового спирта, содержащего 8% примесей.

Дано:

$m(\text{раствора } C_2H_5OH) = 100 \text{ г}$

$\omega(\text{примесей}) = 8\%$

$m(\text{раствора } C_2H_5OH) = 0.1 \text{ кг}$

$\omega(\text{примесей}) = 0.08$

Найти:

$m(CH_3COOC_2H_5)$ — ?

1. Запишем уравнение реакции этерификации — взаимодействия уксусной кислоты с этиловым спиртом с образованием сложного эфира (уксусно-этилового эфира или этилацетата) и воды. По условию задачи, уксусная кислота находится в избытке, поэтому расчет ведем по этиловому спирту.

$CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H^+} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

2. Определим массовую долю чистого этилового спирта в исходном растворе. Если массовая доля примесей составляет 8%, то массовая доля спирта:

$\omega(C_2H_5OH) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 8\% = 92\%$ или $0.92$.

3. Найдем массу чистого этилового спирта, который вступит в реакцию. Для удобства расчетов будем использовать массу в граммах.

$m(C_2H_5OH) = m(\text{раствора}) \cdot \omega(C_2H_5OH) = 100 \text{ г} \cdot 0.92 = 92 \text{ г}$.

4. Рассчитаем молярные массы этилового спирта ($C_2H_5OH$) и уксусно-этилового эфира ($CH_3COOC_2H_5$), используя относительные атомные массы элементов: $A_r(C)=12$, $A_r(H)=1$, $A_r(O)=16$.

Молярная масса этилового спирта:

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46 \text{ г/моль}$.

Молярная масса уксусно-этилового эфира:

$M(CH_3COOC_2H_5) = 4 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 88 \text{ г/моль}$.

5. Найдем количество вещества (число молей) чистого этилового спирта.

$n(C_2H_5OH) = \frac{m(C_2H_5OH)}{M(C_2H_5OH)} = \frac{92 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}$.

6. Согласно уравнению реакции, из 1 моль этилового спирта образуется 1 моль уксусно-этилового эфира. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(CH_3COOC_2H_5) = n(C_2H_5OH) = 2 \text{ моль}$.

7. Рассчитаем массу уксусно-этилового эфира, который образуется в результате реакции.

$m(CH_3COOC_2H_5) = n(CH_3COOC_2H_5) \cdot M(CH_3COOC_2H_5) = 2 \text{ моль} \cdot 88 \text{ г/моль} = 176 \text{ г}$.

масса полученного уксусно-этилового эфира составляет 176 г.