Для решения этой задачи нам нужно провести расчет, основываясь на реакции между этиловым спиртом и уксусной кислотой, которая приводит к образованию этилового эфира (этилового уксуса).
Шаг 1: Определение количества реагентов
Этиловый спирт (C2H5OH):
У нас есть 5 г 90%-го этилового спирта.
Первоначальная масса спирта:
( 5 , \text{г} \times 0.90 = 4.5 , \text{г} )
Найдем количество молей этилового спирта:
Молярная масса этилового спирта:
( C: 12 , (2 \times 12) + H: 1 , (6 \times 1) + O: 16 = 46 , \text{г/моль} )
Количество молей:
[
n_{\text{C2H5OH}} = \frac{4.5 , \text{г}}{46 , \text{г/моль}} \approx 0.0978 , \text{моль}
]
Уксусная кислота (CH3COOH):
Мы добавили 7 г 90%-го раствора уксусной кислоты.
Масса уксусной кислоты:
( 7 , \text{г} \times 0.90 = 6.3 , \text{г} )
Найдем количество молей уксусной кислоты:
Молярная масса уксусной кислоты:
( C: 12 , (2 \times 12) + H: 1 , (4 \times 1) + O: 16 , (2 \times 16) = 60 , \text{г/моль} )
Количество молей:
[
n_{\text{CH3COOH}} = \frac{6.3 , \text{г}}{60 , \text{г/моль}} \approx 0.105 , \text{моль}
]
Шаг 2: Определение стехиометрии реакции
Реакция между этиловым спиртом и уксусной кислотой протекает по следующему уравнению:
[
\text{C2H5OH} + \text{CH3COOH} \rightarrow \text{C2H5OCOCH3} + \text{H2O}
]
Согласно уравнению, 1 моль этилового спирта реагирует с 1 моль уксусной кислоты. Следовательно, количество эфира, который мы можем получить, будет ограничено тем реагентом, который расходуется первым.
Из рассчитанных количеств:
- Этилового спирта: 0.0978 моль
- Уксусной кислоты: 0.105 моль
Этилового спирта меньше, значит он будет лимитирующим реагентом.
Шаг 3: Расчет теоретического выхода эфира
Количество эфира, которое может быть получено:
[
n_{\text{эфир}} = n_{\text{лимитирующий}} = n_{\text{C2H5OH}} = 0.0978 , \text{моль}
]
Молярная масса этилового эфира (C2H5OCOCH3):
[
C: 12 , (4 \times 12) + H: 1 , (8 \times 1) + O: 16 , (2 \times 16) = 88 , \text{г/моль}
]
Теперь найдем теоретический выход массы эфира:
[
\text{Масса эфира} = n \times M = 0.0978 , \text{моль} \times 88 , \text{г/моль} \approx 8.62 , \text{г}
]
Шаг 4: Расчет фактического выхода эфира
Отметим, что фактический выход составил 95% от теоретически возможного, поэтому:
[
\text{Фактический выход} = 8.62 , \text{г} \times 0.95 \approx 8.19 , \text{г}
]
Ответ:
Масса эфира, полученного в реакции, составляет приблизительно 8.19 г.
