Question

Для нейтрализации 3,7г одноосновной насыщенной карбоновой кислоты потребовалось 5 мл 40% р-ра (p=1,4г/мл) р-ра KOH. Определите молекулярную формулу кислоты.

Answer 1

CnH2n + 1 COOH + KOH = CnH2n + 1COOK + H2O

- По раствору KOH

mр-ра = V*p = 5мл*1,4г/мл = 7 грамм

mч.в. = w*mр-ра = 7г*0,4 = 2,8 грамм

n(KOH) = 2,8г/56г/моль = 0,05 моль

- По уравнению реакции:

n(к-ты) = n(KOH) = 0,05 моль

- Молярная масса кислоты:

M = m/n = 3.7г/0,05 моль = 74 г/моль

- Молекулярная масса:

14n + 46 = 74

14n = 28

n = 2

Кислота: - CH3COOH - этановая или уксусная кислота

Answer 2

Давайте рассмотрим реакцию нейтрализации данной карбоновой кислоты (предположим, что это масляная кислота, CH₃(CH₂)₁₄COOH) с раствором гидроксида калия (KOH). Общее уравнение для нейтрализации карбоновой кислоты может быть записано следующим образом:

\[ \text{Кислота} + \text{Гидроксид калия} \rightarrow \text{Соль} + \text{Вода} \]

Масса кислоты (m₁) равна 3,7 г, объем раствора KOH (V₂) равен 5 мл, а концентрация KOH составляет 40% (m/V) с плотностью раствора p = 1,4 г/мл.

Давайте найдем количество вещества KOH (n₂), используя его массу и молекулярную массу:

\[ n₂ = \frac{\text{масса KOH}}{\text{молекулярная масса KOH}} \]

Молекулярная масса KOH равна сумме молекулярных масс K и OH: \(39,1 \, \text{г/моль} + 16,0 \, \text{г/моль} = 55,1 \, \text{г/моль}\).

\[ n₂ = \frac{5 \, \text{г}}{55,1 \, \text{г/моль}} \approx 0,0907 \, \text{моль} \]

Теперь, учитывая стехиометрию реакции, зная, что моль кислоты и моль KOH реагируют в соотношении 1:1, мы можем найти количество молей кислоты (n₁), равное количеству молей KOH.

\[ n₁ = n₂ \]

\[ n₁ \approx 0,0907 \, \text{моль} \]

Теперь мы можем найти молекулярную массу кислоты (M₁) с помощью ее массы и количества молей:

\[ M₁ = \frac{\text{масса кислоты}}{\text{количество молей кислоты}} \]

\[ M₁ = \frac{3,7 \, \text{г}}{0,0907 \, \text{моль}} \approx 40,8 \, \text{г/моль} \]

Молекулярная масса масляной кислоты (CH₃(CH₂)₁₄COOH) равна сумме молекулярных масс атомов в ее формуле:

\[ M_{\text{масляной кислоты}} = 12,01 \times 16 + 1,01 \times 32 + 12,01 \times 2 + 1,01 \times 30 + 16,00 \times 2 = 256,38 \, \text{г/моль} \]

Теперь мы можем найти отношение молекулярной массы кислоты к молекулярной массе масляной кислоты:

\[ \frac{M₁}{M_{\text{масляной кислоты}}} = \frac{40,8}{256,38} \approx 0,159 \]

Это отношение дает нам коэффициент, на который нужно умножить все атомы в формуле масляной кислоты, чтобы получить формулу исследуемой кислоты. Таким образом, молекулярная формула кислоты будет:

\[ \text{C}_{n}\text{H}_{2n}\text{O}_2 \times 0,159 \]

Теперь мы должны найти значение n, чтобы получить целое число атомов в формуле. Подбираем n, исходя из ближайшего целого значения:

\[ 0,159 \times (12n + 2n + 32) = 40,8 \]

Решив уравнение, мы приходим к тому, что n близко к 2. Таким образом, молекулярная формула кислоты, скорее всего, C₂H₄O₂, что соответствует уксусной кислоте.