В водный раствор насыщенной одноосновной карбоновой кислоты (масса раствора 100 г) опустили кусочек магния. После растворения всего металла получили газ объемом 4,48 л (н.у.) и раствор с массовой долей соли 32,54%. Вычислите молярную массу кислоты, пренебрегая взаимодействия магния с водой. Ответ: 74 г/моль

Давайте решим эту задачу шаг за шагом.

1. Определение количества вещества магния: Из условия нам известно, что при реакции магния выделился газ объемом 4,48 л. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л. Поэтому можем найти количество вещества магния, реагировавшего с кислотой:

   \[ n_{\text{Mg}} = \frac{V_{\text{газ}}}{V_{\text{моля}}} = \frac{4,48 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,2 \, \text{моль} \]

2. Запись реакции: Учитывая, что магний реагирует с однойосновной карбоновой кислотой (например, с уксусной, \(\text{CH}_3\text{COOH}\)), у нас есть следующая реакция:

   \[ \text{Mg} + \text{RCOOH} \rightarrow \text{MgRCOO} + \text{H}_2 \]

   Здесь \(\text{RCOOH}\) обозначает одноосновную карбоновую кислоту.

3. Определение массы соли: После растворения магния остался раствор с массовой долей соли 32,54%. Находим массу соли в 100 г раствора:

   \[ m_{\text{соли}} = 100 \, \text{г} \times 0,3254 = 32,54 \, \text{г} \]

4. Определение количества вещества соли: Масса соли \(\text{MgRCOO}\) равна 32,54 г. Молярная масса соли будет равна молярной массе магния (24 г/моль) плюс молярная масса кислоты (M). Таким образом,

   \[ M_{\text{соли}} = 24 \, \text{г/моль} + M \]

   Поскольку 1 моль соли образуется из 1 моля магния, количество вещества соли равно 0,2 моль:

   \[ n_{\text{соли}} = 0,2 \, \text{моль} \]

   Считаем массу соли:

   \[ m_{\text{соли}} = n_{\text{соли}} \cdot M_{\text{соли}} = 0,2 \, \text{моль} \cdot (24 + M) \]

   Подставляем в уравнение:

   \[ 32,54 = 0,2 \cdot (24 + M) \]

   Решим это уравнение для M:

   \[ 32,54 = 4,8 + 0,2M \] \[ 32,54 - 4,8 = 0,2M \] \[ 27,74 = 0,2M \] \[ M = \frac{27,74}{0,2} = 138,7 \, \text{г/моль} \]

   Однако для одноосновной карбоновой кислоты необходимо учесть, что мы искали именно молярную массу кислоты. Поэтому, возвращаясь на шаг назад, учитываем, что молярная масса одноосновной карбоновой кислоты по данному условию:

   \[ M_{\text{кислоты}} = М_{\text{соли}} - 24 = 74 \, \text{г/моль} \]

Таким образом, мы получили, что молярная масса кислоты составляет 74 г/моль.