Каковы массы муравьиной, уксусной и щавелевой кислот в исходной смеси, если при полном окислении этой смеси в 2.026

Ястребка

69

Данная задача связана с рассчетами массы кислот в исходной смеси и требуемого количества раствора щелочи для их нейтрализации. Для решения задачи мы будем использовать законы химии и арифметические операции.

Шаг 1: Рассчитаем количество граммов углекислого газа (СО2), которое образуется при полном окислении исходной смеси. Так как известна масса СО2 (3.48 г) и объем смеси (2.026 дм^3), мы можем использовать формулу для газового закона Шарля:

\[PV = nRT\]

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Так как объем и температура неизменны, мы можем пренебречь ими и упростить формулу:

\[n = \frac{m}{M}\]

где m - масса вещества (в граммах), M - молярная масса вещества (в г/моль).

Таким образом, для рассчета количества газа (в молях) нам необходимо знать молярную массу углекислого газа (СО2). По таблице химических элементов, молярная масса СО2 равна 44 г/моль.

Теперь мы можем рассчитать количество молей СО2:

\[n_{CO2} = \frac{3.48\ г}{44\ г/моль} \approx 0.079\ моль\]

Шаг 2: Рассчитаем количество молей уксусной кислоты (CH3COOH) в исходной смеси. Необходимо знать уравнение реакции полного окисления уксусной кислоты:

\[2CH3COOH + 5O2 -> 4CO2 + 4H2O\]

Из уравнения видно, что для полного окисления одной моли уксусной кислоты образуется 4 моль углекислого газа. Таким образом, количество молей уксусной кислоты равно:

\[n_{CH3COOH} = 0.079\ моль / 4 \approx 0.020\ моль\]

Шаг 3: Рассчитаем количество молей муравьиной кислоты (HCOOH) в исходной смеси. Так как мы знаем массу СО2 и количество молей уксусной кислоты, которые образуются при окислении исходной смеси, мы можем рассчитать количество молей муравьиной кислоты, используя следующее соотношение:

\[\frac{n_{HCOOH}}{n_{CH3COOH}} = \frac{2}{1}\]

Таким образом, количество молей муравьиной кислоты равно:

\[n_{HCOOH} = 2 \cdot 0.020\ моль = 0.040\ моль\]

Шаг 4: Рассчитаем количество молей щавелевой кислоты (C2H2O4) в исходной смеси. Аналогично предыдущему шагу, мы можем использовать соотношение:

\[\frac{n_{C2H2O4}}{n_{CH3COOH}} = \frac{1}{1}\]

Таким образом, количество молей щавелевой кислоты равно:

\[n_{C2H2O4} = 1 \cdot 0.020\ моль = 0.020\ моль\]

Шаг 5: Рассчитаем массу каждой кислоты. Для этого, мы умножим количество молей каждой кислоты на их молярные массы. По таблице химических элементов, молярные массы составляют:

Муравьиная кислота (HCOOH): 46 г/моль
Щавелевая кислота (C2H2O4): 90 г/моль
Уксусная кислота (CH3COOH): 60 г/моль

Теперь мы можем рассчитать массы каждой кислоты:

Масса муравьиной кислоты:
\[m_{HCOOH} = n_{HCOOH} \cdot M_{HCOOH} = 0.040 \ моль \cdot 46 \ г/моль = 1.84 \ г\]

Масса щавелевой кислоты:
\[m_{C2H2O4} = n_{C2H2O4} \cdot M_{C2H2O4} = 0.020 \ моль \cdot 90 \ г/моль = 1.80 \ г\]

Масса уксусной кислоты:
\[m_{CH3COOH} = n_{CH3COOH} \cdot M_{CH3COOH} = 0.020 \ моль \cdot 60 \ г/моль = 1.20 \ г\]

Таким образом, массы муравьиной, уксусной и щавелевой кислот в исходной смеси равны соответственно 1.84 г, 1.20 г и 1.80 г.