Question

Яку масу естеру можна добути з оцтової кислоти масою 75 кг з масовою часткою домішок в ній 20%?​

Answer 1

Ответ:

Масова частка оцтової кислоти у розчині буде:

100% - 20% = 80%

Отже, маса оцтової кислоти у 75 кг розчину буде:

75 кг × 0.80 = 60 кг

За рівнянням реакції:

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O

одна молекула етанолу (C2H5OH) реагує з однією молекулою оцтової кислоти (CH3COOH) за утворенням однієї молекули етилового ефіру (CH3COOC2H5).

Молярна маса етанолу (C2H5OH) дорівнює 46,07 г/моль, а молярна маса оцтової кислоти (CH3COOH) дорівнює 60,05 г/моль. Тому, щоб знайти масу етилового ефіру, необхідно визначити, яка з речовин є обмежуючим реагентом, і використати його молі для розрахунку маси ефіру.

Масова кількість етанолу (C2H5OH) у 75 кг розчину знайдеться, як:

Маса етанолу = 75 кг × 0,20 = 15 кг

Молярна маса етанолу (C2H5OH) = 46,07 г/моль

Кількість молей етанолу:

15 кг / 46,07 г/моль = 0,326 моль

Масова кількість оцтової кислоти (CH3COOH) у 75 кг розчину знайдеться, як:

Маса оцтової кислоти = 75 кг × 0,80 = 60 кг

Молярна маса оцтової кислоти (CH3COOH) = 60,05 г/моль

Кількість молей оцтової кислоти:

60 кг / 60,05 г/моль = 0,999 моль

Оскільки масова кількість етанолу менша за масову кількість оцтової кислоти, то етанол буде обмежувальним реагентом.

Спочатку необхідно знайти масу етанолу, яку можна отримати з 75 кг оцтової кислоти. Для цього необхідно визначити масу етанолу, який відповідає 75 кг оцтової кислоти з масовою часткою домішок 20%.

Масова частка оцтової кислоти у вихідній суміші становить 100% - 20% = 80%. Отже, масу оцтової кислоти без домішок можна визначити за формулою:

m(acetic acid) = 75 кг / 0.8 = 93.75 кг

Молярна маса етанолу складає 46 г/моль, а молярна маса оцтової кислоти - 60 г/моль. Запишемо рівняння реакції:

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O

З нього видно, що 1 моль оцтової кислоти реагує з 1 молем етанолу, утворюючи 1 моль етилового ефіру та 1 моль води. Отже, масу етанолу, який реагує з 93.75 кг оцтової кислоти, можна визначити за формулою:

n(C2H5OH) = n(CH3COOH) = m(acetic acid) / M(CH3COOH) = 93.75 кг / 60 г/моль = 1562.5 моль

m(C2H5OH) = n(C2H5OH) × M(C2H5OH) = 1562.5 моль × 46 г/моль ≈ 71.9 кг

Тому можна отримати близько 71.9 кг етанолу з 75 кг оцтової кислоти з масовою часткою домішок 20%.