Номер 2.42, страница 50, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.42. Определите массу эфира, образующегося при взаимодействии метилового спирта с 10 г муравьиной кислоты, содержащей 1% примесей.

Дано:

$m(\text{смеси HCOOH}) = 10 \text{ г}$

$\omega(\text{примесей}) = 1\%$

Найти:

$m(\text{эфира}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции этерификации между муравьиной кислотой ($HCOOH$) и метиловым спиртом ($CH_3OH$). В результате реакции образуется сложный эфир — метилформиат ($HCOOCH_3$) — и вода. Так как количество метилового спирта не указано, считаем, что он взят в избытке, и расчет ведется по муравьиной кислоте.

$HCOOH + CH_3OH \leftrightarrow HCOOCH_3 + H_2O$

2. Определим массу чистой муравьиной кислоты, содержащейся в 10 г смеси. Массовая доля чистой кислоты составляет:

$\omega(\text{чист. HCOOH}) = 100\% - 1\% = 99\% = 0.99$

Масса чистой муравьиной кислоты:

$m(\text{HCOOH}) = m(\text{смеси}) \cdot \omega(\text{чист. HCOOH}) = 10 \text{ г} \cdot 0.99 = 9.9 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы муравьиной кислоты ($HCOOH$) и метилформиата ($HCOOCH_3$), используя относительные атомные массы элементов ($Ar(H)=1, Ar(C)=12, Ar(O)=16$):

$M(HCOOH) = 1 \cdot Ar(C) + 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 1 \cdot 12 + 2 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 46 \text{ г/моль}$

$M(HCOOCH_3) = 2 \cdot Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 60 \text{ г/моль}$

4. На основе уравнения реакции составим пропорцию для расчета массы образовавшегося эфира. Из уравнения следует, что из $1 \text{ моль}$ ($46 \text{ г}$) муравьиной кислоты образуется $1 \text{ моль}$ ($60 \text{ г}$) метилформиата. Тогда из $9.9 \text{ г}$ муравьиной кислоты образуется $x$ г эфира.

$\frac{9.9 \text{ г (HCOOH)}}{46 \text{ г/моль (HCOOH)}} = \frac{x \text{ г (HCOOCH}_3\text{)}}{60 \text{ г/моль (HCOOCH}_3\text{)}}$

Решим пропорцию относительно $x$:

$x = \frac{9.9 \text{ г} \cdot 60 \text{ г/моль}}{46 \text{ г/моль}} = \frac{594}{46} \text{ г} \approx 12.91 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося эфира составляет 12,91 г.