Органическая химия. Карбоновые кислоты. Решение задач

Задача № 1

Какова масса кислоты, которая образуется при нагревании раствора этаналя массой 55 г, массовая доля этаналя в котором 40 %, с гидроксидом меди?

Решение:

1. Составим уравнение реакции: ${CH_3CHO + 2Cu(OH)_2 \rightarrow CH_3COOH + Cu_2O + 2H_2O}$.
2. Рассчитаем массу чистого этаналя: ${m_{(CH_3CHO)_{чист}} = \frac {55 г \cdot 40%} {100%} = 22 г}$.
3. Найдем количество чистого этаналя: ${\nu_{(CH_3CHO)_{чист}} = \frac {22 г} {44} = 0,5 моль}$.
4. Определим количество моль кислоты по уравнению: ${\nu_{(CH_3CHO)_{чист}} = \nu_{CH_3COOH} = 0,5 моль}$.
5. Найдем массу кислоты: ${m_{CH_3COOH} = 0,5 моль \cdot 60 = 30 г}$.

Ответ: масса кислоты ${CH_3COOH}$ - 30 г

Задача № 2

Уксусную кислоту массой 5,40 г поместили в сосуд объемом 4,50 л и нагрели до температуры ${200^{\circ} С}$. Давление паров при этом составило 43,7 кПа. Определите число молекул димера уксусной кислоты в газовой фазе.

Решение:

1. Рассчитаем исходное количество уксусной кислоты: ${\nu_{CH_3COOH} = \frac {5,4 г} {60} = 0,09 моль}$.

2. Возьмем количество уксусной кислоты, вступившей в реакцию димеризации, за x моль. Из этого следует, что димера в результате образовалось x\2 ${2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COOH)_2}$ и еще осталось (0,09 - x) моль уксусной кислоты.

   Замечание 1

   В парах уксусная кислота частично находится в виде димеров и частично - в виде отдельных молекул.

3. Найдем общее количество веществ в газовой фазе: ${\nu = \frac {\rho \cdot V} {RT} = \frac {43,7 \cdot 4,50} {8,31 \cdot 473} = 0,05}$

   ${x/2 + (0,09 - x) = 0,05}$

   ${x = 0,08 моль}$

4. Рассчитаем число молекул димера уксусной кислоты в газовой фазе: ${N = \nu \cdot N_A = (0,08/2) \cdot 6,02 \cdot 10^{23} = 2,408 \cdot 10^{22}}$

Ответ: ${2,408 \cdot 10^{22}}$ молекул димера уксусной кислоты в газовой фазе.