Чтобы определить массу уксусной кислоты, образующейся при окислении этанола, необходимо сначала понять химическую реакцию, которая происходит, и затем рассчитать, исходя из данных.
Шаг 1: Написание уравнения реакции
Окисление этанола (C₂H₅OH) приводит к образованию уксусной кислоты (CH₃COOH) и может быть описано следующим уравнением:
[ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} ]
Шаг 2: Вычисление молярной массы этанола
Молярная масса этанола (C₂H₅OH) вычисляется следующим образом:
- Углерод (C): 12 г/моль (2 атома) = 24 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль (6 атомов) = 6 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль (1 атом) = 16 г/моль
Итак, молярная масса этанола:
[ M(C_2H_5OH) = 24 + 6 + 16 = 46 \text{ г/моль} ]
Шаг 3: Вычисление количества молей этанола
Теперь мы можем вычислить количество молей этанола, используя его массу. Дана масса этанола — 62 г.
[ n = \frac{m}{M} = \frac{62, \text{г}}{46, \text{г/моль}} \approx 1.35 , \text{моль} ]
Шаг 4: Определение теоретически возможной массы уксусной кислоты
По уравнению реакции видно, что 1 моль этанола дает 1 моль уксусной кислоты. Таким образом, количество молей уксусной кислоты также будет 1.35 моль.
Теперь найдем массу уксусной кислоты.
Молярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH):
- Углерод (C): 12 г/моль (2 атома) = 24 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль (4 атома) = 4 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль (2 атома) = 32 г/моль
Итак, молярная масса уксусной кислоты:
[ M(CH_3COOH) = 24 + 4 + 32 = 60 \text{ г/моль} ]
Теперь найдем массу уксусной кислоты, которая может теоретически образоваться:
[ m_{т} = n \times M(CH_3COOH) = 1.35 , \text{моль} \times 60 , \text{г/моль} = 81 \text{ г} ]
Шаг 5: Учет выхода продукта реакции
Выход уксусной кислоты составляет 90% от теоретически возможного.
[ m_{фак} = 0.9 \times m_{т} = 0.9 \times 81 , \text{г} = 72.9 , \text{г} ]
Шаг 6: Округление до целых
Округляя полученное значение до целых, получаем:
[ m_{фак} \approx 73 , \text{г} ]
Ответ
Масса уксусной кислоты, образующейся при окислении 62 г этанола, составляет примерно 73 г.