Яка маса етанової кислоти з єдналася з магнієм, якщо з цієї реакції утворився водень об ємом 33,6 л (н.у)?

Chudesnyy_Master

27

Для решения этой задачи нам необходимо знать баланс химического уравнения реакции, происходящей между магнием (Mg) и этановой кислотой (CH3COOH). Затем мы можем использовать соотношение между объемом водорода, образовавшегося в результате реакции, и количеством этиловой кислоты, которая реагировала с магнием.

Сначала давайте рассмотрим баланс химического уравнения, которое выглядит следующим образом:

\[Mg + 2CH_3COOH → (CH_3COO)_2Mg + H_2\]

Из уравнения видно, что каждый магний (Mg) реагирует с двуми молекулами этановой кислоты (CH3COOH) и образует молекулу этановоатомагния ((CH3COO)2Mg) и молекулу водорода (H2).

Теперь, когда мы знаем соотношение между магнием и этиловой кислотой в реакции, мы можем использовать объем водорода (33,6 л) для определения количества этановой кислоты, которая реагировала с магнием.

Объем водорода, полученного при реакции, пропорционален количеству реагирующей этиловой кислоты в соответствии со схемой уравнения. Мы можем использовать закон газовой пропорции, чтобы связать объемы водорода и этановой кислоты:

\[\frac{V(H_2)}{V(CH_3COOH)} = \frac{n(H_2)}{n(CH_3COOH)}\]

где \(V(H_2)\) - объем водорода, \(V(CH_3COOH)\) - объем этановой кислоты, \(n(H_2)\) - количество молей водорода, \(n(CH_3COOH)\) - количество молей этановой кислоты.

Теперь нам нужно выразить количество молей этановой кислоты, реагировавшей с магнием, используя объем водорода:

\[n(CH_3COOH) = \frac{V(CH_3COOH)}{V(H_2)} \cdot n(H_2)\]

Для этого нам нужно знать количество молей водорода (H2). Для этого мы можем использовать идеальный газовый закон:

\[PV = nRT\]

где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Здесь у нас есть давление водорода (P), объем (V) и температура (T). Универсальная газовая постоянная (R) имеет значение 0,0821 л·атм/моль·К.

Чтобы выразить количество молей водорода (n(H2)), мы можем перегруппировать идеальный газовый закон следующим образом:

\[n(H_2) = \frac{PV}{RT}\]

Теперь у нас есть выражение для количества молей этановой кислоты (n(CH3COOH)), используя объем водорода. Мы можем подставить это значение в предыдущее уравнение, чтобы получить окончательный ответ.

Давайте подставим все значения и выведем окончательное решение:

1. Переведем объем водорода из литров в моль, используя уравнение состояния:

\[\frac{33,6 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 1,5 \, \text{моль H2}\]

2. Теперь мы можем вычислить количество молей этановой кислоты, используя соотношение между объемами и количеством молей:

\[n(CH_3COOH) = \frac{V(CH_3COOH)}{V(H_2)} \cdot n(H_2)\]

\[n(CH_3COOH) = \frac{1}{2} \cdot 1,5 \, \text{моль} = 0,75 \, \text{моль CH3COOH}\]

3. Чтобы найти массу этиловой кислоты, мы должны использовать молярную массу этановой кислоты, которая равна 60,05 г/моль. Мы можем использовать следующее соотношение:

\[m(CH_3COOH) = n(CH_3COOH) \cdot M(CH_3COOH)\]

\[m(CH_3COOH) = 0,75 \, \text{моль} \cdot 60,05 \, \text{г/моль} = 45,0375 \, \text{г}\]

Таким образом, масса этановой кислоты, которая реагировала с магнием, составляет 45,0375 г.