Чтобы решить задачу, давайте разберем процесс пошагово.
Шаг 1: Определение реакции
Для начала изначально определим, какая реакция происходит между бутанолом и муравьиной кислотой. В данном случае происходит спиртовое эфирифицирование, в результате которого образуется эфир и вода.
У нас есть 2-метилбутанол (бутанол 2), который взаимодействует с муравьиной кислотой (метановой кислотой).
Шаг 2: Молярные массы веществ
Если нам нужно найти массу эфира, то нам понадобятся молярные массы веществ.
Бутанол (C4H10O):
- C: 12 г/моль, H: 1 г/моль, O: 16 г/моль
- Молярная масса: ( (4 \times 12) + (10 \times 1) + (16 \times 1) = 48 + 10 + 16 = 74 ) г/моль
Муравьиная кислота (HCOOH):
- C: 12 г/моль, H: 1 г/моль, O: 16 г/моль
- Молярная масса: ( 12 + (2 \times 1) + (2 \times 16) = 12 + 2 + 32 = 46 ) г/моль
Эфир (например, бутиловый эфир): ( C4H9COOCH3 )
(так как данный эфир можно получить, то расчет будет на тот эфир, который мы предполагаем получить):
- Молярная масса: ( (4 \times 12) + (9 \times 1) + (1 \times 12) + (2 \times 16) = 48 + 9 + 12 + 32 = 101 ) г/моль
Шаг 3: Определение теоретической массы эфира
Найдем число моль бутанола, использованного в реакции:
[
n = \frac{m}{M} = \frac{23 , \text{г}}{74 , \text{г/моль}} \approx 0.3108 , \text{моль}
]
По уравнению реакции, 1 моль бутанола дает 1 моль эфира. Следовательно, максимально возможная масса эфира:
[
m_{\text{эфир}}^{\text{макс}} = n \cdot M_{\text{эфир}} = 0.3108 , \text{моль} \times 101 , \text{г/моль} \approx 31.4 , \text{г}
]
Шаг 4: Определение фактической массы эфира с учетом выхода реакции
Выход продукта реакции составляет 73%, значит реальная масса эфира, которую мы получим:
[
m_{\text{эфир}}^{\text{реальная}} = m_{\text{эфир}}^{\text{макс}} \cdot \frac{73}{100}
]
[
m_{\text{эфир}}^{\text{реальная}} = 31.4 , \text{г} \cdot 0.73 \approx 22.94 , \text{г}
]
Ответ
Таким образом, при взаимодействии бутанола 2 массой 23 г с избытком муравьиной кислоты и выходом продукта 73% от теоретически возможного, образуется примерно 22.94 г эфира.
