Question

Имеется смесь двух ближайших гомологов сложных эфиров, образованных насыщенными одноосновными карбоновыми кислотами и насыщенными одноатомными спиртами. Массовые доли эфиров в смеси равны. В молекуле низшего гомолога соотношение числа атомов водорода к числу атомов кислорода равно 4 : 1. К этой смеси массой 5 г добавили 53 см3 раствора с молярной концентрацией KOH, равной 3 моль/дм3, смесь нагрели. Какой объем соляной кислоты (массовая доля HCl равна 20 %, плотность раствора — 1,1 г/см3) потребуется для нейтрализации смеси, полученной после полного гидролиза сложных эфиров?

Answer 1

дано:

1. масса смеси эфиров (m_смеш) = 5 г
2. объем раствора KOH (V_KOH) = 53 см3 = 0,053 л
3. молярная концентрация KOH (C_KOH) = 3 моль/дм3 = 3 моль/л
4. массовая доля HCl в растворе = 20%
5. плотность раствора HCl (ρ_HCl) = 1,1 г/см3

найти:

объем соляной кислоты (V_HCl), необходимый для нейтрализации.

решение:

1. Найдем количество вещества KOH в растворе:

n_KOH = C_KOH * V_KOH = 3 моль/л * 0,053 л = 0,159 моль

2. Исходя из условия задачи, смесь состоит из двух ближайших гомологов сложных эфиров. Доля каждого эфира в смеси равна:

m_эфирный = m_смеш / 2 = 5 г / 2 = 2,5 г

3. Низший гомолог имеет отношение числа атомов водорода к числу атомов кислорода, равное 4:1. Это соответствует формуле CnH2n+1COOR.

Для одноосновного спирта и одноосновной кислоты можно предположить, что низший гомолог - это этиловый эфир уксусной кислоты (C2H5COOCH3).

4. Для гидролиза одного моля сложного эфира требуется 1 моль KOH. Таким образом, количество сложных эфиров в смеси равно количеству KOH:

n_эфиры = n_KOH = 0,159 моль

5. После полного гидролиза образуются:
- 0,159 моль уксусной кислоты (CH3COOH)
- 0,159 моль пропионовой кислоты (C2H5COOH)

6. Теперь определим количество HCl, необходимое для нейтрализации образовавшихся кислот. Для нейтрализации 1 моль кислоты требуется 1 моль HCl. Поэтому количество HCl также будет равно:

n_HCl = n_эфиры = 0,159 моль

7. Теперь найдём массу HCl, необходимую для нейтрализации:

m_HCl = n_HCl * M_HCl, где M_HCl = 36,46 г/моль.

m_HCl = 0,159 моль * 36,46 г/моль ≈ 5,79 г

8. Теперь найдем объем раствора HCl, который содержит эту массу. Сначала найдем массу раствора HCl:

m_раствора = m_HCl / 0,20 = 5,79 г / 0,20 = 28,95 г

9. Теперь найдем объем раствора HCl, используя его плотность:

V_HCl = m_раствора / ρ_HCl = 28,95 г / 1,1 г/см3 ≈ 26,32 см3

ответ:

Объем соляной кислоты, необходимый для нейтрализации, составляет примерно 26,32 см3.