Номер 3.39, страница 58, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.39. При обработке содой 28,4 г стеариновой кислоты образовался мыльный раствор массой 50 г. Вычислите массовую долю (в процентах) стеарата натрия в растворе.

Дано:

Масса стеариновой кислоты ($m(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COOH})$) = 28,4 г
Масса мыльного раствора ($m(\text{раствора})$) = 50 г

$m(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COOH}) = 0,0284 \text{ кг}$
$m(\text{раствора}) = 0,05 \text{ кг}$

Найти:

Массовую долю стеарата натрия в растворе $\omega(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия стеариновой кислоты с карбонатом натрия (содой). В результате реакции образуется стеарат натрия (мыло), вода и углекислый газ.

$2\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COOH} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow$

2. Рассчитаем молярные массы стеариновой кислоты и стеарата натрия. Для расчетов используем относительные атомные массы: $Ar(\text{C}) = 12$, $Ar(\text{H}) = 1$, $Ar(\text{O}) = 16$, $Ar(\text{Na}) = 23$.

Молярная масса стеариновой кислоты ($\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COOH}$, или $\text{C}_{18}\text{H}_{36}\text{O}_2$):

$M(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COOH}) = 18 \cdot 12 + 36 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 216 + 36 + 32 = 284 \text{ г/моль}$

Молярная масса стеарата натрия ($\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa}$, или $\text{C}_{18}\text{H}_{35}\text{O}_2\text{Na}$):

$M(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa}) = 18 \cdot 12 + 35 \cdot 1 + 2 \cdot 16 + 23 = 216 + 35 + 32 + 23 = 306 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества стеариновой кислоты, вступившей в реакцию, по формуле $\nu = m/M$:

$\nu(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COOH}) = \frac{28,4 \text{ г}}{284 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 2 моль стеариновой кислоты образуется 2 моль стеарата натрия. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\nu(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa}) = \nu(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COOH}) = 0,1 \text{ моль}$

5. Вычислим массу образовавшегося стеарата натрия по формуле $m = \nu \cdot M$:

$m(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa}) = 0,1 \text{ моль} \cdot 306 \text{ г/моль} = 30,6 \text{ г}$

6. Рассчитаем массовую долю стеарата натрия в полученном мыльном растворе. Массовая доля ($\omega$) вычисляется как отношение массы растворенного вещества к массе раствора, умноженное на 100%.

$\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$

$\omega(\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa}) = \frac{30,6 \text{ г}}{50 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,612 \cdot 100\% = 61,2\%$

Ответ: массовая доля стеарата натрия в растворе равна 61,2%.