Question

При повній нейтралізації насиченої двохосновної карбонової кислоти калій гідроксидом одержали сіль, маса якої виявилась у 1,73 рази більша за масу вихідної кількості кислоти. Встановіть формулу кислоти.

Answer 1

При повній нейтралізації кислоти і лугу утворюється сіль і вода.

Для двоосновних кислот загальна реакція нейтралізації виглядає наступним чином:

H2A + 2KOH → K2A + 2H2O

де H2A - двоосновна карбонова кислота, KOH - калій гідроксид, K2A - калійна сіль цієї кислоти.

Молекулярна маса солі, K2A, в 2 рази більша від молекулярної маси кислоти, H2A:

M(K2A) = 2 ∙ M(H2A)

Маса отриманої солі була 1,73 рази більша маси кислоти:

m(K2A) = 1,73 ∙ m(H2A)

Зіставляючи ці дві рівності, отримаємо:

m(K2A) = 2 ∙ M(K2A) ∙ m(KOH) / M(KOH)

1,73 ∙ m(H2A) = 4 ∙ M(H2A) ∙ m(KOH) / M(KOH)

Спрощуємо:

M(H2A) = 4 ∙ m(H2A) / (1,73 ∙ m(KOH) )

M(H2A) = 2,31 ∙ m(H2A) / m(KOH)

Отже, молекулярна маса кислоти, H2A, дорівнює 2,31 разу масі калій гідроксиду, тобто вона містить 2 карбоксильні групи і є кислотою орто-карбонової системи. Формула кислоти - H2CO3.

Answer 2

Для встановлення формули кислоти спочатку потрібно визначити стехіометрію реакції нейтралізації.

Даний текст говорить про повну нейтралізацію насиченої двохосновної карбонової кислоти калій гідроксидом. Згідно з цим, у реакції кожен молекул гідрогеноксанової кислоти буде реагувати з двома молекулами калій гідроксиду.

При повній нейтралізації кислоти і лугу утворюється сіль і вода.

Стехіометрія реакції нейтралізації карбонової кислоти з калій гідроксидом може бути записана наступним рівнянням:

H2CО3 + 2KOH -> K2CO3 + 2H2O

З тексту відомо, що маса утвореної солі перевищує масу вихідної кількості кислоти в 1,73 рази.

Для спрощення обчислень припустимо, що маса вихідної кількості двохосновної карбонової кислоти дорівнює 1 г.

Отже, маса утвореної солі становитиме 1,73 г.

З рівняння видно, що для утворення 1 молекули солі (K2CO3) потрібно 1 молекула кислоти (H2CO3).

M(H2CO3) = 62 г/моль M(K2CO3) = 138 г/моль

Так як маса утвореної солі дорівнює 1,73 г, то розрахуємо кількість молекул солі:

n(K2CO3) = m(K2CO3) / M(K2CO3) = 1,73 г / 138 г/моль = 0,0125 моль

Оскільки маса кислоти утворилася в утричі більшій кількості, то кількість молекул кислоти буде:

n(H2CO3) = 0,0125 моль * 3 = 0,0375 моль

Так як карбонова кислота має два атоми водню, то кількість молекул кислоти в буде:

0,0375 моль / 2 = 0,01875 моль

Тепер можна розрахувати масу карбонової кислоти:

m(H2CO3) = n(H2CO3) * M(H2CO3) = 0,01875 моль * 62 г/моль = 1,16 г

Таким чином, маса вихідної кількості карбонової кислоти дорівнює 1,16 г.

Отже, формула кислоти H2CO3, причому маса солі K2CO3 виявилась у 1,73 рази більша за масу вихідної кількості кислоти.