Номер 734, страница 165 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

734. Имеется смесь этилового эфира муравьиной и метило-вого эфира уксусной кислот. Масса смеси равна 7,4 г. Укажите массу гидроксида калия, необходимую для полного гидролиза смеси.

Дано:

Масса смеси (этиловый эфир муравьиной кислоты + метиловый эфир уксусной кислоты) $m_{\text{смеси}} = 7,4$ г.

$m_{\text{смеси}} = 0,0074$ кг.

Найти:

Массу гидроксида калия $m(\text{KOH})$ — ?

Решение:

1. Запишем химические формулы веществ, указанных в условии задачи.

Этиловый эфир муравьиной кислоты (этилформиат): $\text{HCOOC}_2\text{H}_5$.

Метиловый эфир уксусной кислоты (метилацетат): $\text{CH}_3\text{COOCH}_3$.

Эти два вещества являются изомерами, так как имеют одинаковую общую химическую формулу $\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2$ и, следовательно, одинаковую молярную массу.

2. Рассчитаем молярную массу эфиров ($M_{\text{эфиров}}$), используя относительные атомные массы: $A_r(\text{C})=12$, $A_r(\text{H})=1$, $A_r(\text{O})=16$.

$M(\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2) = 3 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 74$ г/моль.

3. Рассчитаем молярную массу гидроксида калия ($\text{KOH}$), используя $A_r(\text{K})=39$.

$M(\text{KOH}) = 39 + 16 + 1 = 56$ г/моль.

4. Запишем уравнения реакций щелочного гидролиза (омыления) для каждого эфира:

$\text{HCOOC}_2\text{H}_5 + \text{KOH} \rightarrow \text{HCOOK} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$

$\text{CH}_3\text{COOCH}_3 + \text{KOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COOK} + \text{CH}_3\text{OH}$

5. Из уравнений реакций следует, что для гидролиза 1 моля любого из эфиров требуется 1 моль гидроксида калия. Таким образом, мольное соотношение реагирующих веществ $\nu(\text{эфир}) : \nu(\text{KOH}) = 1:1$.

6. Поскольку оба компонента смеси имеют одинаковую молярную массу, мы можем найти общее количество вещества эфиров в смеси, используя общую массу.

$\nu_{\text{смеси}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{эфиров}}} = \frac{7,4 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} = 0,1$ моль.

7. Исходя из стехиометрии реакций, общее количество вещества гидроксида калия, необходимое для полного гидролиза, будет равно общему количеству вещества эфиров.

$\nu(\text{KOH}) = \nu_{\text{смеси}} = 0,1$ моль.

8. Найдем массу гидроксида калия, необходимую для реакции:

$m(\text{KOH}) = \nu(\text{KOH}) \cdot M(\text{KOH}) = 0,1 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 5,6$ г.

Ответ: масса гидроксида калия, необходимая для полного гидролиза смеси, составляет 5,6 г.