Чтобы решить эту задачу, нужно выполнить несколько шагов. Мы выясним, какова теоретическая масса эфира, а затем рассчитаем массу, учитывая выход 70%.
Шаг 1: Определим количество вещества уксусной кислоты и этанола.
Уксусная кислота (CH₃COOH):
- Масса уксусной кислоты = 450 г
- Массовая доля уксусной кислоты = 80%
- Масса чистой уксусной кислоты = 450 г * 0.8 = 360 г
Молярная масса уксусной кислоты = 60 г/моль.
Количество вещества уксусной кислоты:
[
n_{CH₃COOH} = \frac{m_{CH₃COOH}}{M_{CH₃COOH}} = \frac{360 , \text{г}}{60 , \text{г/моль}} = 6 , \text{моль}
]
Этанол (C₂H₅OH):
- Масса этанола = 250 г
- Массовая доля этанола = 92%
- Масса чистого этанола = 250 г * 0.92 = 230 г
Молярная масса этанола = 46 г/моль.
Количество вещества этанола:
[
n_{C₂H₅OH} = \frac{m_{C₂H₅OH}}{M_{C₂H₅OH}} = \frac{230 , \text{г}}{46 , \text{г/моль}} \approx 5 , \text{моль}
]
Шаг 2: Определим теоретический выход эфира.
Реакция этерификации между уксусной кислотой и этанолом (в присутствии серной кислоты) выглядит следующим образом:
[
\text{CH₃COOH} + \text{C₂H₅OH} \rightarrow \text{C₄H₈O₂ (эфир)} + \text{H₂O}
]
Для реакции в равных молях 1:1. Наименьшее количество моль реагентов определяет теоретический выход:
- 6 моль уксусной кислоты
- 5 моль этанола
Итак, теоретически, если мы используем 5 моль этанола, получим 5 моль эфира.
Молярная масса эфира (этилацетат, C₄H₈O₂) = 88 г/моль. Таким образом, теоретическая масса эфира будет:
[
m_{эфира} = n_{C₄H₈O₂} \times M_{C₄H₈O₂} = 5 , \text{моль} \times 88 , \text{г/моль} = 440 , \text{г}
]
Шаг 3: Рассчитаем выход эфира.
Выход составил 70% от теоретической массы:
[
m_{\text{реальный}} = 0.7 \times m_{\text{теоретический}} = 0.7 \times 440 , \text{г} \approx 308 , \text{г}
]
Ответ:
Масса полученного эфира составляет примерно 308 граммов.
