Химия
8 класс
Вопрос
На нейтрализацию смеси двух предельных одноосновных карбоновых кислот массой 12 г было затрачено 11,2 г $KOH$. При взаимодействии исходной смеси с избытком аммиачного раствора оксида серебра образовалось 21,6 г металлического осадка. Определите формулы кислот.
Ответ
С аммиачным раствором оксида серебра реагирует только муравьиная кислота. Следовательно, формула первой кислоты $HCOOH$.
Составляем уравнение реакции:
$HCOOH + Ag_{2}O \rightarrow CO_{2} \uparrow + H_{2}O + 2Ag \downarrow$.
Рассчитываем количество серебра:
$\nu (Ag) = \frac{m(Ag)}{M(Ag)}; \nu (Ag) = \frac{21,6}{108} = 0,2 моль$.
Определяем количество муравьиной кислоты. Согласно уравнению реакции
$\nu (HCOOH) = 0,5 \nu (Ag)$;
$\nu (HCOOH) = 0,2 \cdot 0,5 = 0,1 моль$.
Рассчитываем массу муравьиной кислоты в смеси:
$m(HCOOH) = \nu (HCOOH) \cdot M(HCOOH)$;
$m(HCOOH) = 0,1 \cdot 46 = 4,6 г$.
Находим массу второй кислоты:
$m = 12 - 4,6 = 7,4 г$.
Составляем уравнение нейтрализации муравьиной кислоты:
$HCOOH + KOH \rightarrow HCOOK + H_{2}O$.
Определяем количество гидроксида калия, затраченного на нейтрализацию муравьиной кислоты. В соответствии с уравнением реакции
$\nu_{1}(KOH) = \nu (HCOOH); \nu_{1}(KOH) = 0,1 моль$.
Рассчитываем его массу:
$m_{1}(KOH) = \nu_{1}(KOH) \cdot M(KOH)$;
$m_{1}(KOH) = 0,1 \cdot 56 = 5,6 г$.
Вычисляем массу гидроксида калия, затраченного на нейтрализацию второй кислоты:
$m_{2}(KOH) = 11,2 - 5,6 = 5,6 г$.
Находим его количество:
$\nu_{2}(KOH) = \frac{m_{2}(KOH)}{M(KOH)}$;
$\nu_{2}(KOH) = \frac{5,6}{56} = 0,1 моль$.
Составляем уравнение реакции нейтрализации неизвестной кислоты:
$C_{n}H_{2n+1}- COOH + KOH \rightarrow C_{n}H_{2n+1} - COOK + H_{2}O$.
Выражаем количество кислоты:
$\nu (C_{n}H_{2n+1} - COOH) = \frac{m(C_{n}H_{2n+1} - COOH)}{M(C_{n}H_{2n+1} - COOH)}$;
$\nu (C_{n}H_{2n+1} - COOH) = \frac{7,4}{M(C_{n}H_{2n+1} - COOH)}$.
Согласно уравнению реакции
$\nu (C_{n}H_{2n + 1} - COOH) = \nu_{2}(KOH)$.
Переписываем уравнение, подставив значения количества кислоты и гидроксида:
$\frac{7,4}{M(C_{n}H_{2n+1} - COOH)} = 0,1$.
Решаем уравнение
$M(C_{n}H_{2n+1} - COOH) = 74 г/моль$.
С учетом того, что
$M(C_{n}H_{2n+1} - COOH) = nM(C) + (2n+1)M(H) + M(COOH)$
рассчитываем $n$:
$74 = 12n + 2n + 1 + 45$;
$n = 2$.
Следовательно, формула второй кислоты - $C_{2}H_{5}COOH$.