Какая масса пропилового эфира уксусной кислоты образуется при взаимодействии с 120 г уксусной кислоты и 120 г пропилового спирта если выход родукта составил 75% от теоретически…
Какая масса пропилового эфира уксусной кислоты образуется при взаимодействии с 120 г уксусной кислоты и 120 г пропилового спирта если выход родукта составил 75% от теоретически возможного
Чтобы решить эту задачу, начнем с уравнения реакции между уксусной кислотой (CH₃COOH) и пропиловым спиртом (C₃H₇OH) для получения пропилового эфира (CH₃COOC₃H₇). Реакция можно записать следующим образом:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} + \text{C}_3\text{H}_7\text{OH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COOC}_3\text{H}_7 + \text{H}_2\text{O} \]
Шаг 1: Определение молекулярных весов.
Уксусная кислота (CH₃COOH):
- C: 12.01 г/моль × 2 = 24.02 г/моль
- H: 1.008 г/моль × 4 = 4.032 г/моль
- O: 16.00 г/моль × 2 = 32.00 г/моль
- Итого: 24.02 + 4.032 + 32.00 = 60.052 г/моль
Пропиловый спирт (C₃H₇OH):
- C: 12.01 г/моль × 3 = 36.03 г/моль
- H: 1.008 г/моль × 8 = 8.064 г/моль
- O: 16.00 г/моль × 1 = 16.00 г/моль
- Итого: 36.03 + 8.064 + 16.00 = 60.094 г/моль
Пропиловый эфир (CH₃COOC₃H₇):
- C: 12.01 г/моль × 5 = 60.05 г/моль
- H: 1.008 г/моль × 10 = 10.08 г/моль
- O: 16.00 г/моль × 2 = 32.00 г/моль
- Итого: 60.05 + 10.08 + 32.00 = 102.13 г/моль
Шаг 2: Определение количества реагентов.
Теперь найдем количество молей уксусной кислоты и пропилового спирта.
Уксусная кислота: \[ n_{CH₃COOH} = \frac{m_{CH₃COOH}}{M_{CH₃COOH}} = \frac{120 \text{ г}}{60.052 \text{ г/моль}} \approx 1.997 \text{ моль} \]
Пропиловый спирт: \[ n_{C₃H₇OH} = \frac{m_{C₃H₇OH}}{M_{C₃H₇OH}} = \frac{120 \text{ г}}{60.094 \text{ г/моль}} \approx 1.994 \text{ моль} \]
Шаг 3: Определение лимитирующего реагента.
Согласно уравнению реакции, уксусная кислота и пропиловый спирт реагируют в соотношении 1:1. В данном случае, оба реагента в достаточно близком количестве (около 2 моль).
- Уксусная кислота: 1.997 моль
- Пропиловый спирт: 1.994 моль
Мы видим, что пропиловый спирт является лимитирующим реагентом, так как его меньше.
Шаг 4: Расчет теоретического выхода пропилового эфира.
На основе молей лимитирующего реагента (1.994 моль) рассчитываем теоретическую массу продукта. \[ m_{\text{продукта}} = n_{\text{лимитирующего реагента}} \times M_{\text{продукта}} = 1.994 \text{ моль} \times 102.13 \text{ г/моль} \approx 203.93982 \text{ г} \]
Шаг 5: Учет выхода продукта.
Учитывая выход продукта 75%, вычислим массу фактически полученного эфирного продукта: \[ m_{\text{фактически полученного}} = m_{\text{теоретически возможного}} \times \frac{75}{100} = 203.93982 \text{ г} \times 0.75 \approx 152.9549 \text{ г} \]
Ответ:
При взаимодействии 120 г уксусной кислоты и 120 г пропилового спирта, при выходе 75%, образуется примерно 152.95 г пропилового эфира уксусной кислоты.
