1) если 23 г этанола (в присутствии серной кислоты) полностью прореагировали со смесью метановой и этановой кислот и получили продукты общей массой 39,8 г, определить количественное содержание кислот (г)
2) на полную нейтрализацию кислоты, полученной при гидролизе 8,8 г алкилформиата, использовали 2,4 г гидроксида лития. найдите формулу исходного эфира
Ответы
1) Сначала необходимо найти количество моль этанола, которое было использовано:
m(этанол) = 23 г
M(этанол) = 46 г/моль
n(этанол) = m(этанол) / M(этанол) = 23 г / 46 г/моль = 0,5 моль
Так как эти кислоты реагируют с этанолом в соотношении 1:1, то количество моль каждой из кислот будет также равно 0,5 моль.
Общая масса продуктов составляет 39,8 г, значит суммарная масса кислот также составляет 39,8 г. Пусть массы метановой и этановой кислот будут соответственно m(метановая кислота) и m(этановая кислота).
m(метановая кислота) + m(этановая кислота) = 39,8 г
Далее, можно составить систему уравнений, описывающую реакцию реагента с каждой кислотой:
СН3СН2ОН + CH3COOH → CH3COOCH2СН3 + H2O
СН3СН2ОН + СН3СООН → (CH3)2СО + H2O
Массы полученных продуктов можно выразить через количество моль каждой кислоты:
m(метановая кислота) = n(метановая кислота) * M(метановая кислота)
m(этановая кислота) = n(этановая кислота) * M(этановая кислота)
Из этих уравнений можно выразить m(метановая кислота) и m(этановая кислота):
m(метановая кислота) = n(метановая кислота) * M(метановая кислота) = 0,5 моль * 46 г/моль = 23 г
m(этановая кислота) = n(этановая кислота) * M(этановая кислота) = 0,5 моль * 60 г/моль = 30 г
Ответ: массы метановой и этановой кислот, полученных в результате реакции, составляют соответственно 23 г и 30 г.
2) Первым шагом необходимо вычислить количество моль гидроксида лития, используемого для нейтрализации кислоты:
m(гидроксид лития) = 2,4 г
M(гидроксид лития) = 23 г/моль
n(гидроксид лития) = m(гидроксид лития) / M(гидроксид лития) = 2,4 г / 23 г/моль = 0,1043 моль
Так как гидроксид лития используется для полной нейтрализации кислоты, количество моль кислоты будет равно количеству моль гидроксида лития:
n(кислота) = 0,1043 моль
Далее, необходимо определить формулу кислоты, полученной при гидролизе алкилформиата. Алкилформиаты могут иметь общую формулу RCOOCH3, где R - органический радикал. Поскольку алкилформиат содержит формиатный радикал HCOO, то исходная кислота будет содержать радикал HCOOH. Формула формиевой кислоты - HCOOH.
Масса исходного эфира можно вычислить по уравнению реакции гидролиза:
RCOOCH3 + H2O → RCOOH + CH3OH
m(RCOOCH3) = m(кислота) + m(CH3OH)
Из уравнения реакции видно, что количество моль кислоты и метанола равны, поэтому:
n(RCOOCH3) = n(кислота) = 0,1043 моль
Теперь можно вычислить массу исходного эфира:
m(RCOOCH3) = n(RCOOCH3) * M(RCOOCH3)
M(RCOOCH3) = M(RCOOH) + M(CH3OH) = 46 г/моль + 32 г/моль = 78 г/моль
m(RCOOCH3) = 0,1043 моль * 78 г/моль = 8,1234 г
Ответ: исходный эфир имеет формулу RCOOCH3, а его масса составляет 8,1234 г.