Для решения этой задачи нужно рассмотреть реакцию, которая происходит при смешивании этилового спирта и уксусной кислоты, а также учитывать коэффициенты выхода. Мы будем использовать уравнения и некоторые расчетные операции.
Шаг 1: Определение молей компонентов
Этиловый спирт (C₂H₅OH):
- Мы имеем 90%-ный раствор этилового спирта. Поскольку объем или масса раствора не указаны, для расчетов мы можем представить, что у нас есть некоторый объем раствора, но для упрощения мы используем только массу вещества.
- Предположим, мы используем массу самого растворителя.
Уксусная кислота (CH₃COOH):
- У нас есть 7 г 90%-го раствора уксусной кислоты.
- Масса чистой уксусной кислоты:
[
\text{Масса чистой уксусной кислоты} = 7 , \text{г} \times 0.9 = 6.3 , \text{г}
]
Шаг 2: Определение молекулярных масс
Для расчета мольного количества нам нужно знать молекулярные массы веществ:
- Молекулярная масса этилового спирта (C₂H₅OH) = 46 г/моль
- Молекулярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH) = 60 г/моль
Шаг 3: Нахождение молей веществ
Моли уксусной кислоты:
[
n_{CH₃COOH} = \frac{6.3 , \text{г}}{60 , \text{г/моль}} = 0.105 , \text{моль}
]
Этиловый спирт:
Количество спирта в растворе не указано, поэтому предполагаем, что его масса также равнозначна 7 г для сопоставления. Обратите внимание, что для точного расчета нужно считать конкретный объем.
[
n_{C₂H₅OH} = \frac{7 , \text{г}}{46 , \text{г/моль}} \approx 0.152 , \text{моль}
]
Шаг 4: Определение соотношения
Для реакции получения эфирного вещества (этилового уксуса) исходят из стехиометрии:
[
\text{C₂H₅OH} + \text{CH₃COOH} \rightarrow \text{C₂H₅OOCCH₃} + \text{H₂O}
]
1 моль уксусной кислоты реагирует с 1 моль этилового спирта.
Максимум эфира, который может быть получен, будет ограничен тем количеством вещества, которого меньше. В нашем случае это уксусная кислота:
- 0.105 моль уксусной кислоты могут среагировать с 0.105 моль этилового спирта.
Шаг 5: Теоретическая масса эфира
Теперь найдем массу эфира:
- Молярная масса получаемого эфира (C₂H₅OOCCH₃) = 74 г/моль.
- Масса эфира при 100% выходе:
[
m_{\text{эфир}} = n \times M = 0.105 , \text{моль} \times 74 , \text{г/моль} \approx 7.77 , \text{г}
]
Шаг 6: Учет выхода реакции
Выход составил 95%:
[
m_{\text{реальный эфир}} = m_{\text{теоретически возможный}} \times 0.95 = 7.77 , \text{г} \times 0.95 \approx 7.37 , \text{г}
]
Итог
Таким образом, масса полученного эфира составляет примерно 7.37 г.
