дано:
- масса полученной карбоновой кислоты = 33,67 г
- выход реакции окисления спирта = 70%
- масса сложного эфира = 44,86 г
- выход реакции этерификации = 85%
найти:
массу порции спирта.
решение:
1. Определим теоретическую массу карбоновой кислоты. Используем формулу для выхода:
выход (%) = (масса полученного продукта / теоретическая масса) * 100%.
С учетом известного выхода:
70 = (33,67 / теоретическая масса) * 100,
теоретическая масса = 33,67 / 0,7 ≈ 48,1 г.
2. При окислении спирта образуется 1 моль карбоновой кислоты на 1 моль спирта. Найдем количество вещества карбоновой кислоты:
молярная масса насыщенной карбоновой кислоты (например, уксусной CH3COOH) ≈ 60 г/моль.
количество вещества карбоновой кислоты = масса / молярная масса = 48,1 г / 60 г/моль ≈ 0,8017 моль.
3. Поскольку на окисление первой части спирта, которая составляет половину от всей порции, требуется 0,8017 моль спирта, то полная порция спирта будет:
количество вещества спирта = 0,8017 моль * 2 = 1,6034 моль.
4. Теперь найдем массу всей порции спирта. Молярная масса первичного одноатомного спирта (например, этанола C2H5OH) ≈ 46 г/моль.
масса порции спирта = количество вещества * молярная масса = 1,6034 моль * 46 г/моль ≈ 73,76 г.
5. Проверим процесс получения сложного эфира. Из уравнения реакции между карбоновой кислотой и спиртом видно, что для получения 1 моль сложного эфира также требуются 1 моль карбоновой кислоты и 1 моль спирта.
6. Рассчитаем необходимую массу карбоновой кислоты для получения 44,86 г сложного эфира:
выход = (масса сложного эфира / теоретическая масса) * 100%.
Отсюда:
85 = (44,86 / теоретическая масса) * 100,
теоретическая масса = 44,86 / 0,85 ≈ 52,5 г.
7. Это означает, что для получения 52,5 г карбоновой кислоты необходимо 52,5 г / 60 г/моль = 0,875 моль карбоновой кислоты. Однако, поскольку мы уже рассчитали, что полученная карбоновая кислота из первой части спирта составила 48,1 г, которая соответствует 0,8017 моль, это также подтверждает, что у нас достаточное количество карбоновой кислоты для реакции, так как 0,8017 моль < 0,875 моль.
ответ:
масса порции спирта ≈ 73,76 г.