Какова массовая доля образовавшегося эфира при взаимодействии метанола массой 19,2 г и уксусной кислоты
Объяснение: Для решения данной задачи, нам необходимо определить массовую долю образовавшегося эфира (CH3COOCH3), исходя из массы метанола (CH3OH) и уксусной кислоты (CH3COOH), а также массы образовавшегося сложного эфира.
Массовая доля (mass fraction) определяется как отношение массы определенного компонента к общей массе системы. В данном случае, мы будем определять массовую долю эфира в образовавшейся смеси.
Для начала, найдем мольную массу метанола и уксусной кислоты, используя периодическую систему элементов:
Масса метанола (CH3OH) = 12,01 г/моль + 1,01 г/моль + 16,00 г/моль = 32,04 г/моль
Масса уксусной кислоты (CH3COOH) = 12,01 г/моль + 1,01 г/моль + 12,01 г/моль + 16,00 г/моль + 16,00 г/моль = 60,05 г/моль
Затем, найдем количество вещества (в молях) метанола и уксусной кислоты, используя формулу n = m/M, где n — количество вещества, m — масса образца, M — мольная масса:
Количество вещества метанола: n(CH3OH) = 19,2 г / 32,04 г/моль
Количество вещества уксусной кислоты: n(CH3COOH) = 28,8 г / 60,05 г/моль
Далее, воспользуемся соотношением реагентов и продукта, которое можно определить на основе сбалансированного химического уравнения реакции:
CH3OH + CH3COOH -> CH3COOCH3 + H2O
Из уравнения видно, что на одну молекулу эфира формируется одна молекула метанола и одна молекула уксусной кислоты. Следовательно, количество вещества эфира будет равно наименьшему количеству вещества метанола и уксусной кислоты.
Таким образом, количество вещества эфира: n(CH3COOCH3) = n(CH3OH) = n(CH3COOH)
Теперь мы можем определить массу эфира, используя формулу m = nM, где m — масса образца, n — количество вещества, M — мольная масса:
m(CH3COOCH3) = n(CH3COOCH3) * M(CH3COOCH3)
Наконец, массовая доля эфира будет определяться по формуле:
Массовая доля эфира = (масса эфира / масса смеси) * 100%
Пример использования:
Дано:
Масса метанола (CH3OH) = 19,2 г
Масса уксусной кислоты (CH3COOH) = 28,8 г
Масса образовавшегося эфира (CH3COOCH3) = 29,6 г
Решение:
1. Найдем мольные массы:
Масса метанола (CH3OH) = 32,04 г/моль
Масса уксусной кислоты (CH3COOH) = 60,05 г/моль
2. Найдем количество вещества:
Количество вещества метанола: n(CH3OH) = 19,2 г / 32,04 г/моль
Количество вещества уксусной кислоты: n(CH3COOH) = 28,8 г / 60,05 г/моль
3. Определим количество вещества эфира:
n(CH3COOCH3) = min(n(CH3OH), n(CH3COOH))
4. Найдем массу эфира:
m(CH3COOCH3) = n(CH3COOCH3) * M(CH3COOCH3)
5. Определим массовую долю эфира:
Массовая доля эфира = (масса эфира / масса смеси) * 100%
Совет: Для более легкого понимания химических расчетов, важно помнить мольные массы реагентов и продуктов, а также использовать сбалансированные химические уравнения реакций.
Упражнение:
Масса метанола (CH3OH) составляет 40 г, масса уксусной кислоты (CH3COOH) составляет 60 г, а масса образовавшегося эфира (CH3COOCH3) составляет 70 г. Определите массовую долю эфира в этой смеси.