дано:
- Масса осадка (CaCO3) = 5,00 г
- Выход этилформиата = 74%
- Масса полученного этилформиата = 2,19 г
найти:
- Массы этанола и муравьиной кислоты в исходной смеси
решение:
1. Сначала найдем количество вещества полученного этилформиата. Так как выход составил 74%, можем найти теоретическую массу:
масса(теоретическая) = масса(практическая) / выход = 2,19 г / 0,74 ≈ 2,96 г
2. Теперь находим количество вещества этилформиата, используя его молярную массу. Молярная масса этилформиата (C2H4O2) равна 60 г/моль.
n(этилформиат) = масса / молярная масса = 2,96 г / 60 г/моль ≈ 0,049 моль
3. Реакция образования этилформиата протекает по уравнению:
C2H5OH + HCOOH → HCOOC2H5 + H2O
Согласно этому уравнению, 1 моль муравьиной кислоты реагирует с 1 моль этанола для получения 1 моля этилформиата. Значит, количество муравьиной кислоты, необходимое для реакции, равно 0,049 моль.
4. Теперь найдем массу муравьиной кислоты, использованной в реакции. Молярная масса муравьиной кислоты (HCOOH) равна 46 г/моль.
масса(муравьиная кислота) = n * молярная масса = 0,049 моль * 46 г/моль ≈ 2,25 г
5. Теперь перейдем к первой части смеси. Обработка первой части смеси гидрокарбонатом натрия приводит к образованию газа углекислого газа (CO2), который затем смешивается с известковой водой (Ca(OH)2), что приводит к образованию осадка CaCO3.
Реакция выглядит так:
NaHCO3 + HCOOH → CO2 + NaHCOO + H2O
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 (осадок)
6. Рассчитаем количество вещества осадка (CaCO3). Молярная масса CaCO3 равна 100 г/моль.
n(CaCO3) = масса / молярная масса = 5,00 г / 100 г/моль = 0,050 моль
7. Поскольку на каждую 1 моль муравьиной кислоты образуется 1 моль CO2, то количество муравьиной кислоты, отреагировавшей с гидрокарбонатом натрия, составляет также 0,050 моль.
8. Итак, мы нашли, что из каждой половины смеси было использовано 0,050 моль муравьиной кислоты. Это означает, что всего было 0,099 моль муравьиной кислоты в исходной смеси.
9. Теперь найдем общее количество этанола, которое необходимо для реакций. Из уравнения реакции видно, что количество этанола будет равно количеству муравьиной кислоты, использованной при образовании этилформиата.
10. Следовательно, общее количество этанола составляет 0,049 моль.
11. Найдем массу этанола, используя его молярную массу (C2H5OH), которая равна 46 г/моль.
масса(этанол) = n * молярная масса = 0,049 моль * 46 г/моль ≈ 2,25 г
12. Теперь, зная массы муравьиной кислоты и этанола, можем подвести итог.
масса(муравьиной кислоты) = 2,25 г
масса(этанол) = 2,25 г
ответ:
Масса этанола в исходной смеси составляет 2,25 г, масса муравьиной кислоты составляет 2,25 г.