Давайте решим обе задачи пошагово.
Задача 1: Какой объем этанола (ρ = 0,8 г/мл) потребуется для получения 120 г этилового эфира масляной кислоты?
Шаг 1: Определим химическую реакцию
Этанол (C₂H₅OH) реагирует с масляной кислотой (C₈H₁₆O₂) для образования этилового эфира масляной кислоты (C₈H₁₈O₂) и воды (H₂O). Реакция выглядит следующим образом:
C₂H₅OH + C₈H₁₆O₂ → C₈H₁₈O₂ + H₂O
Шаг 2: Найдем молекулярные массы реагентов и продукта
- Молекулярная масса этанола (C₂H₅OH) = 2(12) + 6(1) + 16 = 46 г/моль
- Молекулярная масса масляной кислоты (C₈H₁₆O₂) = 8(12) + 16(1) + 2(16) = 144 г/моль
- Молекулярная масса этилового эфира масляной кислоты (C₈H₁₈O₂) = 144 г/моль (та же, что и у масляной кислоты)
Шаг 3: Найдем, сколько молей эфира нам нужно
Из условия задачи известно, что нам нужно 120 г этилового эфира. Рассчитаем количество молей:
[
n = \frac{m}{M} = \frac{120 \text{ г}}{144 \text{ г/моль}} = 0.833 \text{ моль}
]
Шаг 4: Определим количество молей этанола
Согласно уравнению реакции, на 1 моль этанола требуется 1 моль масляной кислоты, следовательно, для получения 0.833 моль эфира нам нужно также 0.833 моль этанола.
Шаг 5: Рассчитаем массу этанола
Теперь найдем массу этанола:
[
m_{\text{этанол}} = n \cdot M = 0.833 \text{ моль} \times 46 \text{ г/моль} = 38.3 \text{ г}
]
Шаг 6: Найдем объем этанола
Используя плотность этанола, можем вычислить объем:
[
V = \frac{m}{\rho} = \frac{38.3 \text{ г}}{0.8 \text{ г/мл}} = 47.875 \text{ мл}
]
Ответ: Для получения 120 г этилового эфира масляной кислоты потребуется приблизительно 47.9 мл этанола.
Задача 2: При взаимодействии уксусной кислоты массой 90 г с этанолом образовалось 100 г сложного эфира. Вычислите массовую долю выхода полученного эфира в % от теоретически возможного.
Шаг 1: Определим молекулярные массы
- Молекулярная масса уксусной кислоты (C₂H₄O₂) = 2(12) + 4(1) + 32 = 60 г/моль
- Молекулярная масса этанола (C₂H₅OH) = 46 г/моль
- Молекулярная масса этилового эфира уксусной кислоты (C₄H₈O₂) = 4(12) + 8(1) + 32 = 88 г/моль
Шаг 2: Найдем количество молей уксусной кислоты
( n_{\text{уксусная кислота}} = \frac{90 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = 1.5 \text{ моль} )
Шаг 3: Найдем теоретически возможное количество эфира
Согласно реакции, 1 моль уксусной кислоты реагирует с 1 моль этанола для получения 1 моля эфира, поэтому теоретически мы можем получить 1.5 моль эфира.
Шаг 4: Определим массу теоретически возможного эфира
[
m_{\text{теор}} = n \times M = 1.5 \text{ моль} \times 88 \text{ г/моль} = 132 \text{ г}
]
Шаг 5: Найдем массовую долю выхода
Фактически было получено 100 г эфира. Массовая доля выхода:
[
\text{Выход} = \frac{100 \text{ г}}{132 \text{ г}} \times 100% \approx 75.76 %
]
Ответ: Массовая доля выхода полученного эфира составляет приблизительно 75.76%.
