Номер 7, страница 195 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 8. Первоначальные представления об органических веществах. Параграф 56. Карбоновые кислоты. Сложные эфиры. Жиры. Подумай, ответь, выполни... - номер 7, страница 195.

Условие.

7.5 г 90%-ного раствора этилового спирта смешали с уксусной кислотой и нагрели в присутствии концентрированной серной кислоты. Вычислите массу образовавшегося эфира.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{раствора}(C_2H_5OH) = 5 \text{ г}$

$\omega(C_2H_5OH) = 90\% = 0.9$

Уксусная кислота $CH_3COOH$ (в избытке)

Катализатор - $H_2SO_4$ (конц.)

Найти:

$m(\text{эфира}) - ?$

Решение:

1. При взаимодействии этилового спирта с уксусной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты (которая является катализатором и водоотнимающим агентом) протекает реакция этерификации с образованием сложного эфира — этилацетата и воды. Запишем уравнение реакции:

$CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

Уксусная кислота + Этиловый спирт → Этилацетат + Вода

2. В реакцию вступает только чистый этиловый спирт. Найдем его массу в 5 г 90%-ного раствора:

$m(C_2H_5OH) = m_{раствора}(C_2H_5OH) \cdot \omega(C_2H_5OH) = 5 \text{ г} \cdot 0.9 = 4.5 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы реагента (этилового спирта) и продукта (этилацетата), используя периодическую таблицу химических элементов:

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

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

4. Найдем количество вещества (в молях) этилового спирта, вступившего в реакцию. Так как количество уксусной кислоты не указано, считаем, что она взята в избытке, и расчет ведем по недостатку (по этиловому спирту).

$n(C_2H_5OH) = \frac{m(C_2H_5OH)}{M(C_2H_5OH)} = \frac{4.5 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} \approx 0.0978 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль этилового спирта образуется 1 моль этилацетата. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(CH_3COOC_2H_5) = n(C_2H_5OH) \approx 0.0978 \text{ моль}$

6. Теперь можем вычислить массу образовавшегося эфира (этилацетата), предполагая, что реакция прошла с количественным (100%) выходом:

$m(CH_3COOC_2H_5) = n(CH_3COOC_2H_5) \cdot M(CH_3COOC_2H_5) \approx 0.0978 \text{ моль} \cdot 88 \text{ г/моль} \approx 8.61 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося эфира составляет 8.61 г.