При нагревании 200 мл 96% этанола (р-0,8 г/мл) и 200 г 90% уксусной кислоты с каталитическим количеством серной кислоты полу-чили эфир с выходом 70%. Определите массу эфира. с…

Давайте решим задачу пошагово. В ней рассматривается реакции получения эфира (энтероформы) при нагревании смеси этанола и уксусной кислоты с катализатором — серной кислотой.

Исходные данные:

• Объем этанола: \( 200 \, \text{мл} \)
• Концентрация этанола: \( 96\% \)
• Плотность этанола: \( 0,8 \, \text{г/мл} \)
• Масса уксусной кислоты: \( 200 \, \text{г} \)
• Концентрация уксусной кислоты: \( 90\% \)
• Выход эфира: \( 70\% \)

Шаг 1: Расчёт массы этанола

Объём этанола: \[ V_{этанол} = 200\, \text{мл} \]

Масса этанола: \[ m_{этанол} = V_{этанол} \times \rho = 200\, \text{мл} \times 0,8\, \text{г/мл} = 160\, \text{г} \]

Шаг 2: Расчёт массы уксусной кислоты

Уже указано, что масса уксусной кислоты: \[ m_{уксусной} = 200\, \text{г} \]

Шаг 3: Определение количества веществ (молей)

Для реакции между этанолом и уксусной кислотой (этерификация):

\[ \text{Этанол} + \text{Уксусная кислота} \rightarrow \text{Эфир} + Вода \]

Молярные массы:

• Этанол (\(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\)): \( 46\, \text{г/моль} \)
• Уксусная кислота (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)): \( 60\, \text{г/моль} \)

Моли этанола: \[ n_{этанол} = \frac{m_{этанол}}{M_{этанол}} = \frac{160\, \text{г}}{46\, \text{г/моль}} \approx 3,48\, \text{моль} \]

Моли уксусной кислоты: \[ n_{уксусной} = \frac{200\, \text{г}}{60\, \text{г/моль}} \approx 3,33\, \textоль \]

Шаг 4: Определение лимитирующего реагента

• Этанол: 3,48 моль
• Уксусная кислота: 3,33 моль

Молярное соотношение для реакции 1:1.
Уксусная кислота — лимитирующий реагент, поскольку её меньше по молям.

Итак, по реакции прореагирует: \[ n_{реакции} \approx 3,33\, \text{моль} \]

Шаг 5: Расчёт массы произведенного эфира

Общий теоретический выход эфира по реакции равен молям уксусной кислоты: \[ n_{эфира} = 3,33\, \text{моль} \]

Масса эфира (ацетат этил): \[ m_{этилатират} = n_{эфира} \times M_{этилатират} \]

Молярная масса ацетат этилевого эфира (\(\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2\)): \[ M_{этилатират} = 88\, \text{г/моль} \]

Следовательно: \[ m_{эффира} = 3,33\, \text{моль} \times 88\, \text{г/моль} \approx 293\, \text{г} \]

Шаг 6: Учитываем выход (70%)

Реальный выход эфира с учетом выхода: \[ m_{реального} = m_{этилатират} \times \text{выход} = 293\, \text{г} \times 0,70 \approx 205\, \text{г} \]

Итог:

Масса эфира, полученного в результате реакции, составляет примерно 205 г.

Если есть ещё вопросы — обращайтесь!