Вычислите массу эфира образующегося при взаимодействии этанола массой 39,7 г с уксусной кислотой массой 12,2 г если выход продукта реакции составляет 83% от теоретически возможного

Для решения этой задачи мы будем использовать понятия стехиометрии и расчет массы продукта реакции на основе теоретически возможного выхода.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции

Реакция между этанолом (C₂H₅OH) и уксусной кислотой (CH₃COOH) приводит к образованию эфира (обычно ацетата этилового, C₂H₅OCOCH₃) и воды (H₂O): \[ \text{C₂H₅OH} + \text{CH₃COOH} \rightarrow \text{C₂H₅OCOCH₃} + \text{H₂O} \]

Шаг 2: Определим молекулярные массы реагентов

• Молекулярная масса этанола (C₂H₅OH):

  • C: 12.01 × 2 = 24.02 г/моль
  • H: 1.008 × 6 = 6.048 г/моль
  • O: 16.00 × 1 = 16.00 г/моль
  • Итого: 24.02 + 6.048 + 16.00 = 46.068 г/моль

• Молекулярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH):

  • C: 12.01 × 2 = 24.02 г/моль
  • H: 1.008 × 4 = 4.032 г/моль
  • O: 16.00 × 2 = 32.00 г/моль
  • Итого: 24.02 + 4.032 + 32.00 = 60.052 г/моль

• Молекулярная масса ацетата этилового (C₂H₅OCOCH₃):

  • C: 12.01 × 4 = 48.04 г/моль
  • H: 1.008 × 8 = 8.064 г/моль
  • O: 16.00 × 2 = 32.00 г/моль
  • Итого: 48.04 + 8.064 + 32.00 = 88.104 г/моль

Шаг 3: Находим количество вещества (моли) реагентов

Теперь, зная массы реагентов, найдем количество вещества в молях.

• Для этанола: \[ \text{Количество моль этанола} = \frac{39.7 \, \text{г}}{46.068 \, \text{г/моль}} \approx 0.861 \, \text{моль} \]

• Для уксусной кислоты: \[ \text{Количество моль уксусной кислоты} = \frac{12.2 \, \text{г}}{60.052 \, \text{г/моль}} \approx 0.203 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Определяем лимитирующий реагент

Согласно уравнению реакции, реакция происходит в стехиометрическом соотношении 1:1 (1 моль этанола реагирует с 1 моль уксусной кислоты).

Лимитирующий реагент — это тот, которого меньше. В данном случае, у нас есть:

• Этанолов: 0.861 моль
• Уксусной кислоты: 0.203 моль

Таким образом, уксусная кислота — лимитирующий реагент.

Шаг 5: Рассчитаем теоретически возможную массу эфира

Поскольку уксусная кислота является ограничивающим реагентом, количество эфира также будет равно 0.203 моль (из 0.203 моль уксусной кислоты).

Теперь найдем массу полученного эфира: \[ \text{Масса эфира} = \text{Количество моль} \times \text{Молекулярная масса эфира} = 0.203 \, \text{моль} \times 88.104 \, \text{г/моль} \approx 17.91 \, \text{г} \]

Шаг 6: Учитываем выход продукта реакции

Учитывая, что выход продукта реакции составляет 83%, найдем массу эфира в действительности: \[ \text{Масса реального продукта} = 17.91 \, \text{г} \times 0.83 \approx 14.87 \, \text{г} \]

Ответ

Таким образом, масса эфира, образующегося при реакции, составляет приблизительно 14.87 г.