Примеры решения типовых задач

 

Пример № 1. Рассчитайте объём уксусной эссенции (плотность 1,07 г/см), которую надо разбавить водой для приготовления столового уксуса объёмом 500 мл (плотность 1,007 г/мл). Массовая доля уксусной кислоты в уксусной эссенции равна 80 %, а в уксусе – 6 %.

Решение.

1. Определяем массу раствора уксуса, который надо приготовить:

m₂ = V₂×r₂; m₂ = 500 × 1,007 = 503,5 г.

2. Вычисляем массу уксусной кислоты, которая содержится в уксусе:

m(СН₃СООН) =  = 30,21 г.

3. Рассчитываем массу уксусной эссенции, которая содержит уксусную кислоту массой 30,21 г:

m₁=  ; m₁ =  = 37,76 г.

4. Находим объём уксусной эссенции, которую надо разбавить для приготовления уксуса:

V₁ =

Ответ: 35,5 мл.

Пример № 2. На нейтрализацию предельной одноосновной кислоты массой 7,4 г затрачен раствор с массовой долей гидроксида калия 40 % объёмом

10 мл и плотностью 1,4 г/мл. Определите формулу кислоты.

 

Решение:

1. Вычисляем массу раствора гидроксида калия, затраченного на нейтрализацию кислоты:

m = V×r; m = 10 г × 1,4 г/мл = 14 г

2. Определяем массу гидроксида калия, содержащегося в растворе:

m(КОН) = ; m(КОН) =

3. Количество вещества КОН составляет:

n(КОН) = ; n(КОН) =  моль

4. Молярную массу кислоты А можно представить в следующем виде:

М(А) = (х + 1)М(С) + (2х + 1 + 1)М(Н) + 2М(О);

М(А) = [(х + 1)12 + (2х + 2) × 1 + 2 × 16] г/моль = (14х + 46) г/моль

5. Рассчитываем количество вещества кислоты, взятой для реакции:

n(А) = ; n(А) = ;

6. Составляем уравнение реакции нейтрализации кислоты:

С_хН_2х+1СООН + КОН ® С_хН_2х+1СООК + Н₂О

Из этого уравнения реакции следует, что n(КОН) = n(А), отсюда:

0,1 = ;

Решая это уравнение, находим, что х = 2.

Таким образом, формула кислоты − С₂Н₅СООН (пропионовая кислота).

Пример № 3. Вычислите массу уксусной кислоты, которую можно получить из 44,8 л (н.у.) ацетилена, если потери на каждой стадии получения составляют в среднем 20 %.

Решение:

C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO → CH₃COOH

 1моль         1 моль    1 моль

n(CH₃COOH)_теор = n(C₂H₂) = V(C₂H₂) / V_M = 44,8 л: 22,4 л/моль = 2 моль
n(CH₃COOH)_практ = n(CH₃COOH)_теор∙h_1∙∙h₂ = 2 моль∙ 0,8 ∙ 0,8 = 1,28 моль
Масса уксусной кислоты с учетом всех потерь составит:
m(CH₃COOH) = n(CH₃COOH)_практ∙ M(CH₃COOH) = 1,28 моль∙ 60 г/моль = 76,8 г

Ответ: m(CH₃COOH) = 76,8 г.

Пример № 4. При взаимодействии 25,5 г предельной одноосновной кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.

Решение:

1. C_nH_2n+1COOH + NaHCO₃ → C_nH_2n+1COONa + H₂O + CO₂

2. Найдем количество вещества СО₂

n(CO₂) = V/Vm = 5,6л: 22,4 л/моль = 0,25 моль

3. n(CO₂) = n(кислоты) = 0,25 моль (из уравнения видно это соотношение 1:1), тогда молярная масса кислоты равна:

M(к-ты) = m/n = 25,5г: 0,25 моль = 102г/моль

М(к-ты) = 12n+2n+1+12+16+16 (из общей формулы),

М = Ar(C)∙ n + Ar(H)∙ n + Ar(O)∙ n = 12∙n + 1∙(2n+1)+ 12+16+16+1)

М(к-ты) = 12n +2n +46 = 102; n = 4; Формула кислоты С₄Н₉СООН.