Из определенного количества насыщенного одноатомного спирта можно получить либо 18,0 г альдегида, либо 14,0 г алкена. Установите формулу спирта. Какую массу сложного эфира можно получить из этого количества спирта и 12,0 г уксусной кислоты, если выход продукта реакции составит 75 %?
Ответы
Ответ:
Для решения этой задачи необходимо определить формулу спирта, исходя из массы получаемых продуктов реакции.
Первый продукт реакции - альдегид, имеет формулу RCHO, где R - остаток спирта. Масса альдегида, получаемого из определенного количества спирта, равна 18,0 г.
Второй продукт реакции - алкен, имеет формулу RCH=CH2, где R - остаток спирта. Масса алкена, получаемого из определенного количества спирта, равна 14,0 г.
Нам нужно определить молекулярную массу спирта, чтобы знать, сколько граммов этого вещества необходимо взять для получения 12,0 г уксусной кислоты. Предположим, что молекулярная масса спирта равна M. Тогда массовая доля углерода в альдегиде будет равна 12/M, а в алкене - 14/(2M). Составим систему уравнений:
12/M = 0,275 (доля углерода в уксусной кислоте)
12/M + 16/60 = 0,3 (доля углерода в альдегиде)
14/(2M) + 24/60 = 0,3 (доля углерода в алкене)
Решив эту систему уравнений, получаем M = 46 г/моль. Таким образом, формула спирта - это С2Н5ОН (этанол).
Для расчета массы сложного эфира, получаемого из этого количества спирта и 12,0 г уксусной кислоты, необходимо определить, какое количество сложного эфира можно получить из 12,0 г уксусной кислоты. Так как выход продукта реакции составляет 75%, то масса продукта будет равна:
0,75 * (молекулярная масса сложного эфира) = 0,75 * (эквивалентная масса уксусной кислоты)
Эквивалентная масса уксусной кислоты равна ее молекулярной массе, разделенной на число эквивалентов, равное числу замещенных водородов плюс один. Для уксусной кислоты это число равно 2 (один замещенный водород и карбоксильная группа).
Таким образом, эквивалентная масса уксусной кислоты равна ее молекулярной массе (60 г/моль) деленной на 2, что равно 30 г/экв. Следовательно, масса сложного эфира, которую можно получить из 12,0 г уксусной кислоты, равна:
0,75 * (молекулярная масса сложного эфира) = 0,75 * (эквивалентная масса уксусной кислоты) / (число эквивалентов спирта)
Чтобы определить число эквивалентов спирта, нужно знать, какой тип эфира будет образовываться в результате реакции. В данном случае мы знаем, что используется уксусная кислота, поэтому вероятнее всего образуется уксусный эфир. Уксусный эфир образуется путем замены кислородной группы уксусной кислоты на остаток спирта. Таким образом, масса сложного эфира, которую можно получить из 12,0 г уксусной кислоты и определенного количества спирта, равна:
0,75 * (эквивалентная масса уксусной кислоты) / (число эквивалентов спирта + 1) + 60 г/моль
Зная молекулярную массу спирта (46 г/моль), можно вычислить число эквивалентов спирта:
Эквивалентная масса спирта = молекулярная масса спирта / (число эквивалентов спирта + 1)
46 г/моль = 46 г/экв. * (число эквивалентов спирта + 1)
Число эквивалентов спирта равно 1, следовательно, масса сложного эфира, которую можно получить из этого количества спирта и 12,0 г уксусной кислоты при выходе продукта 75%, равна:
0,75 * (30 г/экв.) / 2 + 60 г/моль = 33,75 г
Ответ: масса сложного эфира, которую можно получить из этого количества спирта и 12,0 г уксусной кислоты при выходе продукта 75%, равна 33,75 г.