Question

Яку масу естеру можна добути з 16 г метанолу і 30 г ацетатної кислоти?

Answer 1

Для виробництва естерів потрібно провести реакцію естерифікації, де молекули метанолу та ацетатної кислоти з'єднуються, утворюючи молекулу естеру та молекулу води. Реакційна рівновага для цієї реакції виглядає наступним чином:

метанол + ацетатна кислота ⇌ метиловий ацетат + вода

У реакції беруть участь 16 г метанолу та 30 г ацетатної кислоти. Щоб визначити масу метилового ацетату, яку можна отримати, потрібно спочатку визначити обмежуючий реагент.

Метанолу маємо:

молярна маса метанолу = 32.04 г/моль

кількість молей метанолу = маса / молярна маса = 16 г / 32.04 г/моль = 0.499 моль

Ацетатної кислоти маємо:

молярна маса ацетатної кислоти = 60.05 г/моль

кількість молей ацетатної кислоти = маса / молярна маса = 30 г / 60.05 г/моль = 0.499 моль

Отже, кількість метанолу та ацетатної кислоти, що беруть участь в реакції, є однаковою. Це означає, що обидва реагенти будуть вичерпані, коли буде утворено стільки молей естеру, скільки молей метанолу чи ацетатної кислоти було спочатку. Оскільки кількість молей метанолу і ацетатної кислоти однакова, то обмежуючим реагентом буде будь-який з них.

Answer 2

Для розрахунку маси естера, яку можна отримати з 16 г метанолу і 30 г ацетатної кислоти, потрібно врахувати, що естер утворюється за реакцією етерифікації. У цій реакції одна молекула метанолу та одна молекула ацетатної кислоти з'єднуються і утворюють одну молекулу естера, а також одну молекулу води.

Розрахуємо мольну масу метанолу (CH3OH) і ацетатної кислоти (CH3COOH): - Мольна маса метанолу (CH3OH) = 12,01 г/моль (маса вуглецю) + 3 * 1,01 г/моль (маса водню) + 16,00 г/моль (маса кисню) = 32,04 г/моль. - Мольна маса ацетатної кислоти (CH3COOH) = 12,01 г/моль (маса вуглецю) + 2 * 1,01 г/моль (маса водню) + 16,00 г/моль (маса кисню) = 60,05 г/моль.

На підставі мольних мас речовин встановлюємо співвідношення між молекулами, а потім переводимо його відношення до маси: - Успішна масова частка метанолу = (маса метанолу / мольна маса метанолу) = 16 г / 32,04 г/моль = 0,499. - Успішна масова частка ацетатної кислоти = (маса ацетатної кислоти / мольна маса ацетатної кислоти) = 30 г / 60,05 г/моль = 0,499.

Отже, в даному випадку масове співвідношення між метанолом і ацетатною кислотою є 1:1. Це означає, що маса естера, яку можна отримати, буде рівною масі метанолу або ацетатної кислоти, тобто 16 г.