Какие массовые доли муравьиной кислоты и уксусного альдегида присутствуют в смеси (80.7% HCOOH; 19.3% CH3CHO), если

Zvonkiy_Elf

69

Давайте решим данную задачу пошагово.

Шаг 1: Найдем количество вещества серебра, восстановленного смесью.
Молярная масса серебра (Ag) составляет 107.87 г/моль. Поэтому, масса 135 г серебра соответствует:
\[n_{Ag} = \frac{{135 \, \text{г}}}{{107.87 \, \text{г/моль}}} \approx 1.25 \, \text{моль}\]

Шаг 2: Зная, что массовая доля муравьиной кислоты (HCOOH) составляет 80.7%, а уксусного альдегида (CH3CHO) - 19.3%, выразим их массы в граммах.

Пусть \(m_{HCOOH}\) - масса муравьиной кислоты и \(m_{CH3CHO}\) - масса уксусного альдегида в смеси.

Из условия задачи, мы знаем, что массовая доля муравьиной кислоты составляет 80.7%. Поэтому, можно записать:
\[m_{HCOOH} = 0.807 \times \text{масса смеси}\]

Масса уксусного альдегида (\(m_{CH3CHO}\)) может быть найдена по аналогии:
\[m_{CH3CHO} = 0.193 \times \text{масса смеси}\]

Шаг 3: Найдем количество вещества муравьиной кислоты и уксусного альдегида.

Молярная масса муравьиной кислоты (HCOOH) составляет 46.03 г/моль. Поэтому, количество вещества муравьиной кислоты (\(n_{HCOOH}\)) можно найти следующим образом:
\[n_{HCOOH} = \frac{{m_{HCOOH}}}{{\text{молярная масса HCOOH}}} = \frac{{0.807 \times \text{масса смеси}}}{{46.03 \, \text{г/моль}}}\]

Аналогично, количество вещества уксусного альдегида (\(n_{CH3CHO}\)) может быть найдено по формуле:
\[n_{CH3CHO} = \frac{{m_{CH3CHO}}}{{\text{молярная масса CH3CHO}}} = \frac{{0.193 \times \text{масса смеси}}}{{44.05 \, \text{г/моль}}}\]

Шаг 4: Определим соотношение между \(n_{HCOOH}\) и \(n_{CH3CHO}\) в реакции.

Из химического уравнения реакции восстановления серебра (\(2Ag2O + 2NH3 + 2H2O \rightarrow 4Ag + 3H2O + N2\)), видно, что муравьиная кислота и уксусный альдегид расходуются в пропорции 2:3. То есть, каждые 2 молекулы муравьиной кислоты соответствуют 3 молекулам уксусного альдегида.

Шаг 5: Найдем количество вещества муравьиной кислоты и уксусного альдегида, используя соотношение из шага 4.
Мы знаем, что \(n_{HCOOH} : n_{CH3CHO} = 2:3\). Поэтому, можем записать следующее соотношение:
\[\frac{{n_{HCOOH}}}{{n_{CH3CHO}}} = \frac{2}{3}\]

Можем выразить \(n_{HCOOH}\) через \(n_{CH3CHO}\):
\[n_{HCOOH} = \frac{2}{3} \cdot n_{CH3CHO}\]

Шаг 6: Найдем \(n_{CH3CHO}\), используя полученное значение \(n_{Ag}\) (из шага 1) и соотношение из шага 5:
\[n_{CH3CHO} = \frac{3}{2} \cdot n_{HCOOH} = \frac{3}{2} \cdot \frac{{0.807 \times \text{масса смеси}}}{{46.03 \, \text{г/моль}}}\]

Шаг 7: Найдем суммарное количество вещества в смеси.

Суммарное количество вещества (\(n_{\text{смеси}}\)) в смеси муравьиной кислоты и уксусного альдегида может быть найдено как сумма \(n_{HCOOH}\) и \(n_{CH3CHO}\):
\[n_{\text{смеси}} = n_{HCOOH} + n_{CH3CHO}\]

Шаг 8: Найдем массу смеси.

Масса смеси может быть найдена через суммарное количество вещества в смеси и их молярные массы:
\[\text{масса смеси} = n_{\text{смеси}} \times (\text{молярная масса муравьиной кислоты} + \text{молярная масса уксусного альдегида})\]

Шаг 9: Найдем массовые доли муравьиной кислоты и уксусного альдегида.

Массовую долю муравьиной кислоты (\(X_{HCOOH}\)) можно найти делением массы муравьиной кислоты на массу смеси:
\[X_{HCOOH} = \frac{{m_{HCOOH}}}{{\text{масса смеси}}} \times 100\%\]

Аналогично, массовую долю уксусного альдегида (\(X_{CH3CHO}\)) можно найти делением массы уксусного альдегида на массу смеси:
\[X_{CH3CHO} = \frac{{m_{CH3CHO}}}{{\text{масса смеси}}} \times 100\%\]

Шаг 10: Подставим полученные значения в выражения из шага 9 и численно решим задачу.

Теперь у нас есть все необходимые формулы и значения для решения задачи. Я рассчитаю значения и предоставлю вам ответ.