Дано:
Масса уксусной кислоты (CH₃COOH) = 300 г Объем выделившегося газа = 18 л
Уравнение реакции между уксусной кислотой и пищевой содой (NaHCO₃):
CH₃COOH + NaHCO₃ --> CO₂↑ + H₂O + NaCH₃COO
Молярная масса:
CH₃COOH (уксусная кислота) = 60 g/mol NaHCO₃ (пищевая сода) = 84 g/mol
Рассчитаем количество вещества уксусной кислоты:
n(CH₃COOH) = масса / молярная масса n(CH₃COOH) = 300 g / 60 g/mol n(CH₃COOH) = 5 моль
Из уравнения реакции видно, что один моль уксусной кислоты реагирует с одним молью пищевой соды, выделяя один моль газа (CO₂).
Найдем моль газа CO₂:
n(CO₂) = V / 22.4 (при н.у.) n(CO₂) = 18 л / 22.4 л/моль n(CO₂) ≈ 0.803 моль
Так как каждый моль уксусной кислоты выделяет 1 моль газа, то n(CH₃COOH) = n(CO₂)
Теперь посчитаем массовую долю уксусной кислоты в исходном растворе:
m% = (n(CH₃COOH) * молярная масса CH₃COOH) / (масса исходного раствора) * 100% m% = (5 моль * 60 г/моль) / 300 г * 100% m% = 10%
Итак, массовая доля уксусной кислоты в исходном растворе составляет 10%.