дано:
- Масса смеси изоамилового спирта и уксусной кислоты: 50 г.
- Объем газа, полученного при обработке первой части смеси: 4,93 л (н. у.).
- Масса грушевой эссенции, полученной при нагревании второй части смеси: 10,8 г.
найти:
- Выход реакции этерификации (грушевой эссенции).
решение:
1. Рассчитаем количество вещества углекислого газа, образовавшегося при реакции с гидрокарбонатом калия:
объем (н. у.) = 4,93 л.
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л.
n(углекислый газ) = объем / 22,4 л/моль = 4,93 л / 22,4 л/моль ≈ 0,220 моль.
2. Реакция между уксусной кислотой и изоамиловым спиртом требует 1 моль уксусной кислоты для образования 1 моля грушевой эссенции. Учитывая, что на каждый моль уксусной кислоты, реагирующий с гидрокарбонатом калия, образуется 1 моль углекислого газа, мы можем предположить, что количество уксусной кислоты, которое пошло на реакцию, равно количеству образовавшегося углекислого газа:
n(уксусная кислота) = n(углекислый газ) = 0,220 моль.
3. Рассчитаем массу уксусной кислоты:
Молярная масса уксусной кислоты (C2H4O2) = 60 г/моль.
масса(уксусная кислота) = n * молярная масса = 0,220 моль * 60 г/моль = 13,2 г.
4. Теперь найдем массу изоамилового спирта в первой части смеси. Сначала определим массу второй части смеси:
Масса второй части смеси = 50 г - масса первой части смеси = 50 г / 2 = 25 г.
5. В первой части смеси содержится уксусная кислота и изоамиловый спирт. Таким образом, масса изоамилового спирта в первой части:
масса(изоамилового спирта) = масса первой части смеси - масса уксусной кислоты = 25 г - 13,2 г = 11,8 г.
6. Найдем количество вещества изоамилового спирта:
Молярная масса изоамилового спирта (C5H12O) = 88 г/моль.
n(изоамиловый спирт) = масса / молярная масса = 11,8 г / 88 г/моль ≈ 0,134 моль.
7. Теперь можно определить количество грушевой эссенции, полученное из второй части смеси. В реакции этерификации также 1 моль изоамилового спирта реагирует с 1 моль уксусной кислоты для получения 1 моль грушевой эссенции.
По условиям, во второй части смеси также присутствует 0,220 моль уксусной кислоты. Таким образом, лимитирующим веществом будет изоамиловый спирт, так как его меньше.
8. Теоретическая масса грушевой эссенции, которую можно было бы получить:
n(грушевой эссенции) = n(изоамилового спирта) = 0,134 моль.
Молярная масса грушевой эссенции (C7H14O2) = 130 г/моль.
Теоретическая масса = n * молярная масса = 0,134 моль * 130 г/моль = 17,42 г.
9. Теперь рассчитаем выход реакции:
выход = (масса полученной грушевой эссенции / теоретическая масса) * 100% = (10,8 г / 17,42 г) * 100% ≈ 61,96%.
ответ:
Выход реакции этерификации составляет приблизительно 61,96%.