Какова массовая доля полученного эфира при нагревании метанола (масса 19.2г) и уксусной кислоты (масса 28.8г

Raduzhnyy_List_2749

27

Эта задача связана с реакцией эстерификации, при которой метанол и уксусная кислота реагируют, образуя метилацетат и воду. Мы можем использовать мольные соотношения для определения массовой доли полученного эфира.

Шаг 1: Найдите мольные массы всех веществ, участвующих в реакции. Мольная масса метанола (CH₃OH) составляет 32 г/моль, мольная масса уксусной кислоты (CH₃COOH) составляет 60 г/моль, а мольная масса метилацетата (CH₃COOCH₃) составляет 74 г/моль.

Шаг 2: Найдите количество вещества каждого реагента и продукта в молях, используя их массы и мольные массы.

Для метанола:
\[ n_{CH_3OH} = \frac{m_{CH_3OH}}{M_{CH_3OH}} = \frac{19.2 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} \]

Для уксусной кислоты:
\[ n_{CH_3COOH} = \frac{m_{CH_3COOH}}{M_{CH_3COOH}} = \frac{28.8 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} \]

Для метилацетата:
\[ n_{CH_3COOCH_3} = \frac{m_{CH_3COOCH_3}}{M_{CH_3COOCH_3}} = \frac{29.6 \, \text{г}}{74 \, \text{г/моль}} \]

Шаг 3: Определите мольное соотношение между метанолом, уксусной кислотой и метилацетатом, используя сбалансированное химическое уравнение для реакции.

1 моль метанола реагирует с 1 молью уксусной кислоты, образуя 1 моль метилацетата.

Таким образом, мольные соотношения будут следующими:

\[ n_{CH_3OH} : n_{CH_3COOH} : n_{CH_3COOCH_3} = 1 : 1 : 1 \]

Шаг 4: Определите массовую долю метилацетата в смеси, используя полученные значения количества вещества.

Массовая доля метилацетата (x) может быть определена следующим образом:

\[ x = \frac {n_{CH_3COOCH_3} \cdot M_{CH_3COOCH_3}}{n_{CH_3OH} \cdot M_{CH_3OH} + n_{CH_3COOH} \cdot M_{CH_3COOH} + n_{CH_3COOCH_3} \cdot M_{CH_3COOCH_3}} \cdot 100 \]

Подставляем значения и вычисляем:

\[ x = \frac {1 \cdot 74}{1 \cdot 32 + 1 \cdot 60 + 1 \cdot 74} \cdot 100 \]

\[ x = \frac {74}{166} \cdot 100 = 44.58\% \]

Таким образом, массовая доля полученного эфира (метилацетата) при нагревании метанола и уксусной кислоты составляет около 44.58%.