Номер 29, страница 117 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 11. Первоначальные представления об органических веществах - номер 29, страница 117.

Условие.

29. Какая масса соли образуется при взаимодействии 120 г 30 %-ного раствора уксусной кислоты и 100 г 40 %-ного раствора гидроксида калия?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{р-ра}(CH_3COOH) = 120 \text{ г}$
$\omega(CH_3COOH) = 30\% \text{ или } 0,3$
$m_{р-ра}(KOH) = 100 \text{ г}$
$\omega(KOH) = 40\% \text{ или } 0,4$

Найти:

$m(соли) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции взаимодействия уксусной кислоты ($CH_3COOH$) и гидроксида калия ($KOH$). Это реакция нейтрализации, в результате которой образуется соль — ацетат калия ($CH_3COOK$) — и вода ($H_2O$).

$CH_3COOH + KOH \rightarrow CH_3COOK + H_2O$

2. Рассчитаем массу чистых веществ, содержащихся в растворах.

Масса чистой уксусной кислоты:

$m(CH_3COOH) = m_{р-ра}(CH_3COOH) \cdot \omega(CH_3COOH) = 120 \text{ г} \cdot 0,3 = 36 \text{ г}$

Масса чистого гидроксида калия:

$m(KOH) = m_{р-ра}(KOH) \cdot \omega(KOH) = 100 \text{ г} \cdot 0,4 = 40 \text{ г}$

3. Для дальнейших расчетов нам понадобятся молярные массы реагентов и продукта (соли).

Молярная масса уксусной кислоты ($CH_3COOH$):

$M(CH_3COOH) = 2 \cdot M(C) + 4 \cdot M(H) + 2 \cdot M(O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 60 \text{ г/моль}$

Молярная масса гидроксида калия ($KOH$):

$M(KOH) = M(K) + M(O) + M(H) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

Молярная масса ацетата калия ($CH_3COOK$):

$M(CH_3COOK) = 2 \cdot M(C) + 3 \cdot M(H) + 2 \cdot M(O) + M(K) = 2 \cdot 12 + 3 \cdot 1 + 2 \cdot 16 + 39 = 98 \text{ г/моль}$

4. Теперь найдем количество вещества (в молях) для каждого из реагентов, чтобы определить, какой из них находится в избытке, а какой в недостатке.

Количество вещества уксусной кислоты:

$n(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{M(CH_3COOH)} = \frac{36 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = 0,6 \text{ моль}$

Количество вещества гидроксида калия:

$n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{40 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0,714 \text{ моль}$

5. Сравним количество молей реагентов. Согласно уравнению реакции, уксусная кислота и гидроксид калия реагируют в соотношении 1:1.

Поскольку $n(CH_3COOH) = 0,6 \text{ моль} < n(KOH) \approx 0,714 \text{ моль}$, уксусная кислота является лимитирующим реагентом, то есть она прореагирует полностью. Гидроксид калия находится в избытке. Дальнейшие расчеты массы продукта ведем по реагенту в недостатке.

6. Рассчитаем массу образовавшейся соли.

Из уравнения реакции следует, что количество молей образовавшейся соли ($CH_3COOK$) равно количеству молей прореагировавшей уксусной кислоты:

$n(CH_3COOK) = n(CH_3COOH) = 0,6 \text{ моль}$

Теперь найдем массу ацетата калия:

$m(CH_3COOK) = n(CH_3COOK) \cdot M(CH_3COOK) = 0,6 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 58,8 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшейся соли составляет 58,8 г.