дано:
- масса мальтозы = 34,2 г
- выходы на стадиях:
- 1-я стадия (мальтоза → глюкоза): 90%
- 2-я стадия (глюкоза → спирт): 60%
- 3-я стадия (спирт → альдегид): 75%
- 4-я стадия (альдегид → карбоновая кислота): 65%
- массовая доля NaOH = 10%
- плотность раствора NaOH = 1,11 г/см3
найти:
- объем раствора гидроксида натрия, необходимый для нейтрализации полученной кислоты.
решение:
1. Найдем количество моль мальтозы.
Молярная масса мальтозы (C12H22O11) ≈ 342 г/моль.
n(мальтоза) = 34,2 г / 342 г/моль ≈ 0,100 моль.
2. Первая стадия: мальтоза превращается в глюкозу.
Выход глюкозы = 0,100 моль * 90% = 0,090 моль.
3. Вторая стадия: глюкоза подвергается спиртовому брожению, образуя этанол.
Выход этанола = 0,090 моль * 60% = 0,054 моль.
4. Третья стадия: этанол окисляется до ацетальдегида.
Выход ацетальдегида = 0,054 моль * 75% = 0,0405 моль.
5. Четвертая стадия: ацетальдегид окисляется до уксусной кислоты (карбоновой кислоты).
Выход уксусной кислоты = 0,0405 моль * 65% = 0,026325 моль.
6. Теперь найдем массу уксусной кислоты.
Молярная масса уксусной кислоты (C2H4O2) ≈ 60 г/моль.
Масса уксусной кислоты = n * M = 0,026325 моль * 60 г/моль ≈ 1,5795 г.
7. Для нейтрализации уксусной кислоты необходимо такое же количество молей NaOH.
Количество моль NaOH = количество моль уксусной кислоты = 0,026325 моль.
8. Найдем массу NaOH.
Молярная масса NaOH ≈ 40 г/моль.
Масса NaOH = n * M = 0,026325 моль * 40 г/моль ≈ 1,053 г.
9. Найдем объем раствора NaOH, который требуется.
Массовая доля NaOH = 10%, значит, масса раствора = масса NaOH / 0,10 = 1,053 г / 0,10 = 10,53 г.
10. Плотность раствора NaOH = 1,11 г/см³, тогда:
Объем раствора = масса раствора / плотность = 10,53 г / 1,11 г/см³ ≈ 9,47 см³.
Ответ:
Объем раствора гидроксида натрия, необходимый для нейтрализации уксусной кислоты, составляет примерно 9,47 см³.